Невозобновляемый ресурс - Non-renewable resource

А угольная шахта в Вайоминг, Соединенные Штаты. Каменный уголь, производимый за миллионы лет, является конечным и невозобновляемым ресурсом в масштабе человеческого времени.

А невозобновляемый ресурс (также называемый конечный ресурс) является природным ресурсом, который нельзя легко заменить естественными средствами в достаточно быстром темпе, чтобы не отставать от потребления.[1] Примером может служить ископаемое топливо на основе углерода. Исходное органическое вещество с помощью тепла и давления становится таким топливом, как нефть или газ. земной шар минералы и металл руды, ископаемое топливо (каменный уголь, нефть, натуральный газ ) и грунтовые воды в определенных водоносные горизонты считаются невозобновляемыми ресурсами, хотя элементы всегда сохраняются (кроме ядерные реакции ).

И наоборот, такие ресурсы, как древесина (когда собран устойчиво ) и ветер (используется в системах преобразования энергии). возобновляемые ресурсы во многом потому, что их локальное пополнение может происходить в сроки, значимые и для человека.

Минералы земли и металлические руды

Основные статьи: Минеральная и Руда
Необработанная золотая руда, которая в конечном итоге переплавляется в металлическое золото.
Дальнейшая информация: Добыча полезных ископаемых

земной шар минералы и металл руды являются примерами невозобновляемых ресурсов. Сами металлы присутствуют в огромных количествах в земных корка, и их добыча людьми происходит только там, где они сосредоточены естественные геологические процессы (таких как тепло, давление, органическая активность, выветривание и другие процессы), достаточные для того, чтобы добыча стала экономически выгодной. Эти процессы обычно занимают от десятков тысяч до миллионов лет, через тектоника плит, тектоническое проседание и переработка земной коры.

Локализованные залежи металлических руд у поверхности, которые могут быть экономически извлечены людьми, не подлежат возобновлению в человеческих временных рамках. Есть определенные редкоземельные минералы и элементы которые более редки и исчерпаемы, чем другие. Они пользуются большим спросом в производство, особенно для электронная промышленность.

Ископаемое топливо

Основная статья: Ископаемое топливо
Дальнейшая информация: Истощение нефти

Природные ресурсы, такие как каменный уголь, нефть (сырая нефть) и натуральный газ Для естественного образования требуются тысячи лет, и их нельзя заменить так быстро, как они потребляются. В конце концов считается, что добыча ископаемых ресурсов станет слишком дорогостоящей, и человечеству придется переключиться на другие источники энергии, такие как солнечная или ветровая энергия, см. Возобновляемая энергия.

Альтернативная гипотеза состоит в том, что топливо на основе углерода практически неисчерпаемо с точки зрения человека, если включить в него все источники энергии на основе углерода, такие как гидраты метана на морском дне, которые намного превосходят все другие ресурсы ископаемого топлива на основе углерода вместе взятые.[2] Эти источники углерода также считаются невозобновляемыми, хотя скорость их образования / пополнения на морском дне неизвестна. Однако их добыча по экономически обоснованным затратам и темпам еще предстоит определить.

В настоящее время основным источником энергии, используемым людьми, является невозобновляемый. ископаемое топливо. С самого начала двигатель внутреннего сгорания Технологии XIX века, нефть и другие ископаемые виды топлива оставались в постоянном спросе. В результате обычные инфраструктура и транспорт системы, которые устанавливаются на двигатели внутреннего сгорания, остаются популярными во всем мире.

Современная экономия ископаемого топлива широко критикуется за отсутствие возобновляемости, а также за то, что она способствует изменение климата.[3]

Ядерное топливо

Урановый рудник Рессинг самый продолжительный и один из крупнейших карьер урановых рудников в мире, в 2005 году он произвел восемь процентов мировых потребностей в оксиде урана (3 711 тонн).[4] Однако самые продуктивные шахты - подземные. Урановый рудник МакАртур-Ривер в Канаде, которая производит 13% мирового урана, а также подземные полиметаллические Шахта Олимпийская плотина в Австралии, который, несмотря на то, что он в основном является медным рудником, содержит самые большие известные запасы урановой руды.
Годовой выпуск «технологически усиленного» / концентрированного Радиоактивный материал природного происхождения, уран и торий радиоизотопы естественно содержится в угле и концентрируется в тяжелых / нижних угольная зола и в воздухе летучая зола.[5] Как и предсказывал ORNL общая сумма составит 2,9 миллиона тонн за период с 1937 по 2040 год за счет сжигания примерно 637 миллиардов тонн угля во всем мире.[6] Это 2,9 миллиона тонн актинид топливо, ресурс, получаемый из угольной золы, был бы классифицирован как урановая руда с низким содержанием, если бы это произошло естественным путем.
Основная статья: Ядерное топливо
Дальнейшая информация: Атомная энергетика предлагается в качестве возобновляемой энергии и Пик урана

В 1987 г. Всемирная комиссия по окружающей среде и развитию (WCED) реакторы деления, которые производят больше делящийся ядерного топлива, чем они потребляют (т. е. реакторы-размножители ) среди традиционных возобновляемых источников энергии, таких как солнечный и Водопад.[7] В Американский институт нефти аналогично не рассматривает обычное ядерное деление как возобновляемое, а скорее реактор-размножитель ядерное энергетическое топливо считается возобновляемым и устойчивым, учитывая, что радиоактивные отходы от использованных отработанное топливо стержни остаются радиоактивными, поэтому их необходимо очень бережно хранить в течение нескольких сотен лет.[8] Поскольку тщательный мониторинг радиоактивных отходов также требуется при использовании других возобновляемых источников энергии, таких как геотермальная энергия.[9]

Использование ядерная технология надеется деление требует Радиоактивный материал природного происхождения как топливо. Уран, наиболее распространенное топливо деления, присутствует в земле в относительно низких концентрациях и добыт в 19 ​​странах мира.[10] Этот добытый уран используется для топлива ядерных реакторов, вырабатывающих энергию. расщепляющийся уран-235 который генерирует тепло, которое в конечном итоге используется для питания турбины для выработки электроэнергии.[11]

По состоянию на 2013 год только несколько килограммов (доступно изображение) урана было извлечено из океана в пилотные программы и также считается, что уран, извлекаемый в промышленных масштабах из морской воды, будет постоянно пополняться за счет урана. выщелоченный со дна океана, поддерживая концентрацию морской воды на стабильном уровне.[12] В 2014 году, когда был достигнут прогресс в области повышения эффективности добычи урана в морской воде, в журнале Морская наука и инженерия предполагает, что с легководными реакторами в качестве цели, процесс будет экономически конкурентоспособный при широкомасштабном внедрении.[13]

Ядерная энергия обеспечивает около 6% мировой энергии и 13–14% мировой электроэнергии.[14] Производство ядерной энергии связано с потенциально опасными радиоактивное загрязнение поскольку он опирается на нестабильные элементы. В частности, объекты атомной энергетики производят около 200 тыс. Т. отходы низкого и среднего уровня активности (НСАО) и 10 000 метрических тонн высокоактивные отходы (ВАО) (включая отработавшее топливо, определенное как отходы) ежегодно во всем мире.[15]

Вопросы, полностью отделенные от вопроса устойчивости ядерного топлива, связаны с использованием ядерного топлива и высокоактивными радиоактивными отходами, производимыми ядерной отраслью, которые, если их не локализовать должным образом, остаются очень опасный людям и животным. Объединенные нации (НКДАР ООН ) по оценкам 2008 г., среднегодовое облучение человека составляет 0,01 миллизиверт (мЗв) из наследия прошлых ядерных испытаний в атмосфере плюс Чернобыльская катастрофа и ядерный топливный цикл, наряду с 2,0 мЗв от природных радиоизотопов и 0,4 мЗв от космические лучи; все экспозиции варьироваться в зависимости от местоположения.[16] природный уран в каком-то неэффективном реакторе ядерные топливные циклы, становится частью ядерные отходы "однажды через "потоком, и аналогично сценарию, когда этот уран оставался естественным образом в земле, этот уран испускает различные формы излучения в цепочка распада что есть период полураспада около 4,5 миллиардов лет,[17] хранение этого неиспользованного урана и сопутствующих продуктов реакции деления вызвало обеспокоенность общественности по поводу риски утечки и локализации, однако знания, полученные при изучении Естественный ядерный реактор деления в Окло Габон, проинформировал геологов о проверенных процессах, которые удерживали отходы от этого естественного ядерного реактора возрастом 2 миллиарда лет, который работал сотни тысяч лет.[18]

Поверхности суши

Поверхность земли может рассматриваться как возобновляемый, так и невозобновляемый ресурс в зависимости от области сравнения. Земля может быть повторно использована, но новая земля не может быть создана по запросу, поэтому с экономической точки зрения это фиксированный ресурс с идеально неэластичная поставка.[19][20]

Возобновляемые ресурсы

Основная статья: Возобновляемый ресурс
Дальнейшая информация: Возобновляемая энергия и Переработка отходов
В Плотина Три ущелья, крупнейшая в мире станция по производству возобновляемой энергии.

Природные ресурсы, известные как возобновляемые ресурсы, заменяются природные процессы и силы настойчивый в окружающая среда. Есть прерывистый и возобновляемые источники энергии, и перерабатываемые материалы, которые используются во время цикл через определенный промежуток времени и может использоваться для любого количества циклов.

Производство товаров и услуг производство товары в экономические системы создает много виды отходов во время производства и после потребитель использовал это. Тогда материал либо сожженный, похоронен в свалка или же переработанный для повторного использования. Переработка превращает ценные материалы, которые иначе превратились бы в отходы, снова в ценные ресурсы.

Спутниковая карта, показывающая районы, затопленные водохранилищем Трех ущелий. Сравните 7 ноября 2006 г. (вверху) с 17 апреля 1987 г. (внизу). Электростанция потребовала затопления археологический и культурные объекты, что привело к перемещению около 1,3 миллиона человек, что вызывает значительные экологический изменения, в том числе повышенный риск оползни.[21] Плотина вызвала споры как внутри страны, так и за рубежом.[22]

В естественной среде воды, леса, растения и животные все являются возобновляемыми ресурсами, если они адекватно контролируется, защищается и сохраняется. Устойчивое сельское хозяйство это выращивание растительного и животного сырья таким образом, чтобы сохранить растения и животных экосистемы и это может улучшить здоровье почвы и плодородие почвы в долгосрочной перспективе. В перелов океанов является одним из примеров того, когда отраслевые методы или методы могут угрожать экосистеме, подвергать опасности разновидность и, возможно, даже определить, действительно ли рыболовство устойчив для использования людьми. Нерегулируемая отраслевая практика или метод может привести к полному истощение ресурсов.[23]

Возобновляемая энергия из солнце, ветер, волна, биомасса и геотермальный энергия основана на возобновляемых ресурсах. Возобновляемые ресурсы, такие как движение воды (гидроэнергетика, приливная сила и мощность волны ), ветер и энергия излучения от геотермального тепла (используется для геотермальная энергия ) и солнечной энергии (используется для солнечная энергия ) практически бесконечны и не могут быть исчерпаны, в отличие от их невозобновляемых аналогов, которые, вероятно, закончатся, если не будут использоваться экономно.

Потенциальная энергия волн на побережье может обеспечить 1/5 мирового спроса. Гидроэнергетика может обеспечить 1/3 наших глобальных потребностей в энергии. Геотермальная энергия может обеспечить в 1,5 раза больше энергии, чем нам нужно. Ветра достаточно, чтобы привести планету в действие в 30 раз, энергия ветра может удовлетворить все потребности человечества. Солнечная энергия в настоящее время обеспечивает только 0,1% наших мировых потребностей в энергии, но ее достаточно, чтобы удовлетворить потребности человечества в 4000 раз, что составляет весь прогнозируемый мировой спрос на энергию к 2050 году.[24][25]

Возобновляемая энергия и энергоэффективность больше не ниша сектора которые продвигаются только правительствами и защитниками окружающей среды. Растущие уровни инвестиций и увеличение капитала от традиционных финансовых субъектов предполагают, что устойчивая энергетика стала мейнстримом и является будущим производства энергии по мере сокращения невозобновляемых ресурсов. Это подкрепляется изменение климата проблемы, ядерная опасность и накопление радиоактивных отходов, высокие цены на нефть, пик добычи нефти и увеличение государственной поддержки возобновляемых источников энергии. Эти факторы коммерциализация возобновляемой энергии, расширение рынка и растущий спрос, внедрение новых продуктов для замены устаревших технологий и преобразование существующей инфраструктуры на стандарты возобновляемых источников энергии.[26]

Экономические модели

В экономике невозобновляемый ресурс определяется как товары, где большее потребление сегодня означает меньшее потребление завтра.[27] Давид Рикардо в своих ранних работах анализировал ценообразование на исчерпаемые ресурсы, где он утверждал, что цена на минеральные ресурсы должна со временем расти. Он утверждал, что спотовая цена всегда определяется рудником с наивысшими затратами на добычу, а владельцы рудников с более низкими затратами на добычу выигрывают от дифференциальной ренты. Первая модель определяется Правило Хотеллинга, которая представляет собой экономическую модель невозобновляемой энергии 1931 года. Управление ресурсами к Гарольд Хотеллинг. Он показывает, что эффективное использование невозобновляемого и нерасширяемого ресурса при других стабильных условиях привело бы к истощение ресурса. Правило гласит, что это приведет к чистой цене или "Аренда гостиницы "для него, который ежегодно рос со скоростью, равной процентная ставка, отражая растущую нехватку ресурсов.[нужна цитата ]В Правило Хартвика дает важный результат о устойчивость благосостояния в экономике, использующей невозобновляемые источники.[нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Системы Земли и науки об окружающей среде. [Место публикации не указано]: Elsevier. 2013. ISBN  978-0-12-409548-9. OCLC  846463785.
  2. ^ «Метановые гидраты». Worldoceanreview.com. Получено 17 января 2017.
  3. ^ Выбор климата Америки: группа экспертов по развитию науки об изменении климата; Национальный исследовательский совет (2010). Развитие науки об изменении климата. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press. Дои:10.17226/12782. ISBN  978-0-309-14588-6.
  4. ^ Rössing (с сайта infomine.com, по состоянию на 30 сентября 2005 г., пятница)
  5. ^ Геологическая служба США (Октябрь 1997 г.). «Радиоактивные элементы в угле и летучей золе: количество, формы и значение для окружающей среды» (PDF). Информационный бюллетень Геологической службы США FS-163-97.
  6. ^ «Сжигание угля - Обзор ORNL, том 26, № 3 и 4, 1993». Архивировано из оригинал 5 февраля 2007 г.
  7. ^ Брундтланд, Гру Харлем (20 марта 1987 г.). «Глава 7: Энергия: выбор для окружающей среды и развития». Наше общее будущее: доклад Всемирной комиссии по окружающей среде и развитию. Осло. Получено 27 марта 2013. Сегодняшние основные источники энергии в основном невозобновляемые: природный газ, нефть, уголь, торф и обычная ядерная энергия. Существуют также возобновляемые источники, в том числе древесина, растения, навоз, падающая вода, геотермальные источники, солнечная, приливная, ветровая и волновая энергия, а также сила мышц человека и животных. Ядерные реакторы, производящие собственное топливо ("размножители"), и в конечном итоге термоядерные реакторы также относятся к этой категории.
  8. ^ Американский нефтяной институт. «Ключевые характеристики невозобновляемых ресурсов». Получено 21 февраля 2010.
  9. ^ http://www.epa.gov/radiation/tenorm/geothermal.html Отходы производства геотермальной энергии.
  10. ^ «Мировая добыча урана». Всемирная ядерная ассоциация. Получено 28 февраля 2011.
  11. ^ «Что такое уран? Как он работает?». Всемирная ядерная ассоциация. Получено 28 февраля 2011.
  12. ^ «Текущее состояние перспективных исследований по извлечению урана из морской воды - Использование изобильных морей Японии: исследование глобальной энергетической политики». www.gepr.org.
  13. ^ Гилл, Гэри; Лонг, Вен; Хангаонкар, Таранг; Ван, Тайпин (22 марта 2014 г.). «Разработка модуля структуры типа ламинарии в модели прибрежного океана для оценки гидродинамического воздействия технологии добычи урана из морской воды». Журнал морской науки и техники. 2 (1): 81–92. Дои:10.3390 / jmse2010081.
  14. ^ Всемирная ядерная ассоциация. Очередное падение ядерной генерации В архиве 7 января 2014 г. Wayback Machine Мировые ядерные новости, 5 мая 2010 г.
  15. ^ «Информационные бюллетени и часто задаваемые вопросы». Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ). Архивировано из оригинал 25 января 2012 г.. Получено 1 февраля 2012.
  16. ^ Научный комитет ООН по действию атомной радиации. Источники и эффекты ионизирующего излучения, НКДАР ООН 2008 г.
  17. ^ Mcclain, D.E .; А.С. Миллер; Ю.Ф. Калинич (20 декабря 2007 г.). «Состояние обеспокоенности по поводу военного использования обедненного урана и суррогатных металлов в бронебойных боеприпасах» (PDF). НАТО. Архивировано из оригинал (PDF) 7 февраля 2012 г.. Получено 1 февраля 2012.
  18. ^ "БЕЗОПАСНОСТЬ ОБРАЩЕНИЯ С РАДИОАКТИВНЫМИ ОТХОДАМИ, А. Я. ГОНСАЛЕС - 2000. МАГАТЭ" (PDF).
  19. ^ Дж. Сингх (17 апреля 2014 г.). «Земля: значение, значение, земля как возобновляемый и невозобновляемый ресурс». Обсуждение экономики. Получено 21 июн 2020.
  20. ^ Ламбин, Эрик Ф. (1 декабря 2012 г.). «Доступность земли в мире: Мальтус против Рикардо». Глобальная продовольственная безопасность. 1 (2): 83–87. Дои:10.1016 / j.gfs.2012.11.002. ISSN  2211-9124.
  21. ^ "重庆 云阳 长江 右岸 现 360 万方 滑坡 险情 - 地方 - 人民网". Жэньминь жибао. Получено 1 августа 2009. Смотрите также: "探访 三峡 库区 云阳 故 陵 滑坡 险情". News.xinhuanet.com. Получено 1 августа 2009.
  22. ^ Линь Ян (12 октября 2007 г.). «Китайская плотина« Три ущелья »под огнем». Время. Получено 28 марта 2009. Гигантская плотина «Три ущелья» через китайскую реку Янцзы вызывает споры с тех пор, как она была впервые предложена. Смотрите также: Ларис, Майкл (17 августа 1998 г.). «Неукротимые водные пути ежегодно убивают тысячи». Вашингтон Пост. Получено 28 марта 2009. Чиновники теперь используют смертоносную историю Янцзы, самой длинной реки Китая, чтобы оправдать самый рискованный и самый противоречивый инфраструктурный проект страны - огромную плотину Трех ущелий. и Грант, Стэн (18 июня 2005 г.). «Глобальные вызовы: экологические и технологические достижения во всем мире». CNN. Получено 28 марта 2009. Чудо инженерной мысли Китая вызывает поток критики. [...] Когда дело доходит до глобальных проблем, немногие из них могут быть более или более спорными, чем строительство огромной плотины «Три ущелья» в Центральном Китае. и Герин, Розанна (11 декабря 2008 г.). «Катание по реке». Обзор Пекина. Архивировано из оригинал 22 сентября 2009 г.. Получено 28 марта 2009. ..проект плотины Три ущелья стоимостью 180 миллиардов юаней (26,3 миллиарда долларов) вызвал большие споры.
  23. ^ «Незаконный, несообщаемый и нерегулируемый рыбный промысел в условиях мелкомасштабного морского и внутреннего рыболовства». Продовольственная и сельскохозяйственная организация. Получено 4 февраля 2012.
  24. ^ Р. Айзенберг и Д. Ночера, "Предисловие: Обзор форума по солнечной и возобновляемой энергии", Inorg. Chem. 44, 6799 (2007).
  25. ^ Камат П. В. "Удовлетворение потребности в чистой энергии: наноструктурные архитектуры для преобразования солнечной энергии", J. Phys. Chem. С 111, 2834 (2007).
  26. ^ «Глобальные тенденции в инвестициях в устойчивую энергетику 2007: анализ тенденций и проблем в финансировании возобновляемых источников энергии и энергоэффективности в ОЭСР и развивающихся странах (PDF), стр. 3» (PDF). Программа ООН по окружающей среде. Получено 4 марта 2014.
  27. ^ Кремер и Салехи-Исфахани 1991: 18

внешняя ссылка