Энергопотребление

Всем живым существам необходима энергия: одни используют солнечную энергию, другие – химическую энергию пищи. Человек умеет преобразовывать различные виды энергии в подходящую ему форму, например, химическую энергию полезных ископаемых, тепловую энергию Земли, энергию движения воды и ветра в электроэнергию, переносить ее в необходимое место по проводам и накапливать для дальнейшего использования. С помощью электроэнергии поддерживается производство, обогреваются или охлаждаются дома, школы, офисы и делается многое другое. Умение преобразовывать энергию позволило человеку переступить границы, поставленные природой, заселить почти все точки земного шара и передвигаться на большие расстояния значительно быстрее, чем какой-либо другой живой организм.

Общее количество энергии остается неизменным даже тогда, когда она переносится от одного тела к другому. Почему же тогда в повседневной жизни говорят об экономии энергии? Рассмотрим пример. Когда помещение отапливается дровами, химическая энергия дров преобразуется в тепловую энергию. Затем помещение постепенно отдает энергию, и его температура сравнивается с температурой наружного воздуха. Однако извлечь эту энергию из воздуха очень сложно, поэтому дома следует утеплять, чтобы не надо было так много топить.

В энергетических ресурсах накоплена энергия, которую люди могут с легкостью использовать, преобразовав в электроэнергию. Запасы легкодоступных нефти и природного газа в недрах Земли не бесконечны, данные полезные ископаемые являются невозобновляемыми источниками энергии. Хотя они и образуются, это может занять миллионы лет. Чем рациональнее и экономнее используются невозобновляемые энергетические ресурсы, тем на более длительное время их хватит.

Кроме невозобновляемых, существуют и возобновляемые источники энергии. Возобновляемыми считаются энергетические ресурсы, которые быстро восстанавливаются. Например, лес является возобновляемым энергетическим ресурсом, так как на месте вырубленного леса через несколько десятилетий вырастает новый. К возобновляемым источникам энергии относятся также солнце и ветер. Однако их нельзя использовать всегда и везде. Например, нет смысла устанавливать необходимые для вырабатывания электроэнергии станции в местах, где нет достаточного количества солнца или сильного ветра.

Использование различных энергетических ресурсов по-разному влияет на окружающую среду. В зависимости от вида источника энергии различаются количество и состав выбрасываемых в атмосферу газов, количество отходов, расход земли и воды, а также степень загрязнения. Например, при сжигании сланца образуется много отходов и выхлопных газов, гидроэлектростанции препятствуют миграции рыб, а нефтяное загрязнение уничтожает живые организмы водной среды.

В наше время человек научился перерабатывать и повторно использовать отходы. Вторичное использование позволяет сэкономить как электроэнергию, так и природные ресурсы. Многие энергетические ресурсы дают сырье для промышленности. Например, из каменного угля не только получают тепловую энергию, но и изготавливают пластиковые изделия. Чем больше они используются повторно, тем больше экономятся невозобновляемые источники энергии.

Многие изделия можно изготовить из переработанного материала, сэкономив тем самым энергию, которая затрачивается на производство. Например, на изготовление жестяной банки из отходов алюминия требуется на 90–95% меньше энергии, чем на изготовление новой банки из алюминиевой руды боксита. Если больше использовать переработанную бумагу, то останется больше лесов, сохранятся места обитания животных и растений, потратится меньше воды и получится меньше отходов. Например, при изготовлении тонны бумаги из макулатуры сохраняется 17 деревьев и используется на 50% меньше воды.

Экологический след показывает площадь территории, необходимой для производства используемых нами ресурсов (например, топлива, пищи) и переработки и складирования наших отходов за один год. Единицей измерения экологического следа является глобальный гектар $\mathrm{(}1 гектар=\mathrm{10\; 000}{ м}^2\mathrm{)}\mathrm{,}$  который представляет собой гектар со средней по земному шару биологической производительностью. Если экологический след человечества станет больше площади поверхности Земли, то предел устойчивости окружающей среды будет превышен. Экологический след можно вычислить как для одного человека, семьи, так и для целых городов или стран.