Без применения энергии неосуществима жизнь общества. Энергия приводит в перемещение инструменты и станки, самолёты и локомотивы, автомобили и тракторы, поезда и океанские суда метро. В год во всем мире потребляется более 30 тыс. млрд. квт-ч энергии. Из каких же источников черпается такое огромное ее количество?
До отечественного времени главным источником энергии, применяемой в технике, было Солнце. Каждый год солнечные лучи приносят на Землю 620 млн. млрд. квт-ч энергии. Почва поглощает ее различными методами. Нагревается вода и почва океанов и морей, создается круговорот движение и воды воздуха, растут леса. Усвоенная органическими соединениями энергия солнечного излучения тысячелетиями накапливается в подземных кладовых Почвы в виде ископаемого горючего: угля, сланцев, нефти, газа.
Источники энергии конечно поделить на восполняемые — яркое тепловое излучение Солнца, перемещение ветра и воды, древесное горючее и невосполняемые — каменный и бурый уголь, торф, нефть, — сланцы, горючий газ. Помимо этого, имеется еще такие источники, как энергия приливов и внутреннее тепло Почвы.
Необходимо учесть не только количество, но и уровень качества энергии, отличающее одни источники от вторых. Главные качественные показатели— это удобство применения источников энергии и емкость ее носителя, т. е. количество энергии, заключающееся в единице веса содержащего энергию вещества — воздуха, воды, топлива.
К примеру, энергия воды эргономичнее энергии ветра, в силу того, что давление воды на единицу поверхности рабочего органа (крыла либо лопатки) больше давления воздуха, а колебание количества энергии в водяных потоках меньше, чем в воздушных. Исходя из этого водяные установки трудятся равномернее ветровых и имеют намного меньшие размеры при равной мощности.
Громадна энергоемкость горючего. В каждом килограмме горючего заключено пара миллионов килограммометров энергии. Один килограмм бензина — это примерно 5 млн. кГм энергии. Такая энергоемкость разрешает самолету лететь без посадки тысячи километров. А в килограмме воды в водоеме, поднятом плотиной на 30-40 м, содержится лишь пара десятков килограммометров энергии. Исходя из этого поток воды нельзя использовать в подвижных устройствах для получения первичной энергии: вода «прикована» к реке.
Из-за маленькой энергоемкости такие источники энергии, как яркое излучение Солнца, теплота океанов, приливы, не обращая внимания на их громадные и неизменно восполняемые запасы, практически не используются в современной энергетике. Они требуют больших и дорогостоящих устройств. Главным источником энергии помогает энергоемкое горючее. Вот, например, энергетический баланс мира в 1952 г.
Из 29 000 млрд. квт-ч, заимствованных от природных источников, 28 300 млрд. квт-ч, либо 97,6%, приходится на долю горючего (угля, нефти, газа) и растительного горючего. Всего лишь 400 млрд. квт-ч, либо 1,4%, получено от водяных потоков. 300 млрд. квт-ч, либо 1 %, падает на животных и энергию человека.
Остальные источники — солнечное излучение, ветер, подземное тепло и пр.— составляют маленькие доли процента а также не внесены в диаграмму баланса.
Как распределяется энергия.
Куда и как употребляется заимствованная у природы энергия?
Оказывается, больше половины ее, практически 65 %, безтолку теряется. Это происходит в основном за счет утечки тепла у основных его потребителей — в отопительных и пищеварочных печах, на металлургических и химических фабриках.
Оставшиеся 35,1 % полезно употребляются в виде тепла (27,9 %; из них две трети — в индустрии и одна треть в быту) и в виде механической работы (7,2 %) — на привод станков, локомотивов, тракторов, трамваев, лифтов и т. д.
Природная энергия — первичная. За ее счет вырабатывается вторичная энергия — электрическая. Диаграмма баланса говорит о том, что в 1952 г. 3 % всей взятой от природы энергии преобразовывалось в электрическую (1,696 — на тепловых и 1,4 % — на гидравлических электростанциях). Но неужто процент электрификации так незначителен?
Посмотрим опять на рисунок. Промышленность потребляет на механическую работу 2 % из этих 3 % электроэнергии. Значит, при полной электрификации механической работы в индустрии остается еще 1 %. Эту электричество применяют частично на транспорте — для перемещения поездов, а тепловую энергию в электротермических аппаратах — печах, нагревателях и т. д. Разумеется, что в нашей жизни электроэнергия играется громадную роль. И возможности ее предстоящего применения на транспорте, в сельском хозяйстве, в быту огромны.
ЛОШАДИ и Электростанция
Мы говорим, что мощность одной электростанции равна 100 кВт, а второй — 1 млн. кВт.
Любой киловатт соответствует приблизительно мощности двух живых лошадей. Работу какое количество же лошадей заменяет электростанция мощностью в 1 млн. кВт. Лошадь на полную мощность изо дня в сутки способна трудиться в среднем по 8 час. Значит, отечественная электростанция заменяет не 2 млн., а целых 6 млн. живых лошадей. «Шеренга» из стольких лошадей не поместится на протяжении железной дороги, протянувшейся от Ленинграда до Владивостока. А ведь в 1959—1965 гг. у нас будут строиться станции не только в миллион, но и в 3 а также 5 млн. кВт.