Невозобновляемый ресурс ( также называемый конечным ресурсом ) — это природный ресурс , который не может быть легко заменен естественными средствами в темпе, достаточно быстром, чтобы поспевать за потреблением. [1] Примером является ископаемое топливо на основе углерода. Исходное органическое вещество с помощью тепла и давления становится топливом, таким как нефть или газ. Минералы Земли и металлические руды , ископаемое топливо ( уголь , нефть , природный газ ) и грунтовые воды в некоторых водоносных горизонтах считаются невозобновляемыми ресурсами, хотя отдельные элементы всегда сохраняются (за исключением ядерных реакций , ядерного распада или утечки в атмосферу ).
Напротив, такие ресурсы, как древесина (при устойчивой заготовке ) и ветер (используемый для питания систем преобразования энергии) считаются возобновляемыми ресурсами , в основном потому, что их локальное пополнение может происходить в течение жизни человека.
Минералы Земли и металлические руды являются примерами невозобновляемых ресурсов. Сами металлы присутствуют в огромных количествах в земной коре , и их добыча людьми происходит только там, где они концентрируются естественными геологическими процессами (такими как тепло, давление, органическая активность, выветривание и другие процессы) в достаточной степени, чтобы стать экономически выгодными для извлечения. Эти процессы обычно занимают от десятков тысяч до миллионов лет, через тектонику плит , тектоническое оседание и переработку земной коры .
Локализованные залежи металлических руд вблизи поверхности, которые могут быть экономически извлечены людьми, невозобновляемы в человеческих временных рамках. Существуют определенные редкоземельные минералы и элементы , которые более редки и исчерпаемы, чем другие. Они пользуются большим спросом в производстве , особенно в электронной промышленности .
Природные ресурсы, такие как уголь , нефть (сырая нефть) и природный газ, формируются естественным образом в течение тысяч лет и не могут быть восстановлены так же быстро, как они потребляются. Прогнозируется, что ископаемые ресурсы в конечном итоге станут слишком дорогими для добычи, и человечеству придется переключиться на возобновляемые источники энергии, такие как солнечная или ветровая энергия.
Альтернативная гипотеза заключается в том, что углеродное топливо практически неисчерпаемо с точки зрения человечества, если включить все источники углеродной энергии, такие как метановые гидраты на морском дне, которые намного больше, чем все другие углеродные ископаемые топливные ресурсы вместе взятые. [2] Эти источники углерода также считаются невозобновляемыми, хотя скорость их образования/восполнения на морском дне неизвестна. Однако их добыча по экономически выгодным затратам и темпам еще не определена.
В настоящее время основным источником энергии, используемым человечеством, является невозобновляемое ископаемое топливо . С момента появления технологий двигателей внутреннего сгорания в 19 веке нефть и другие виды ископаемого топлива пользовались постоянным спросом. В результате традиционные инфраструктурные и транспортные системы, которые оснащены двигателями внутреннего сгорания, остаются преобладающими во всем мире.
Современная экономика, основанная на ископаемом топливе, широко критикуется за отсутствие возобновляемости, а также за то, что она способствует изменению климата . [3]
В 1987 году Всемирная комиссия по окружающей среде и развитию (WCED) классифицировала реакторы деления, которые производят больше расщепляющегося ядерного топлива, чем потребляют (т. е. реакторы-размножители ), среди традиционных возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия и падающая вода . [7] Американский институт нефти также не считает традиционное ядерное деление возобновляемым, а скорее то, что ядерное топливо для реакторов-размножителей считается возобновляемым и устойчивым, отмечая, что радиоактивные отходы от использованных отработанных топливных стержней остаются радиоактивными и поэтому должны очень тщательно храниться в течение нескольких сотен лет. [8] При этом тщательный мониторинг радиоактивных отходов также требуется при использовании других возобновляемых источников энергии, таких как геотермальная энергия . [9]
Использование ядерной технологии, основанной на делении, требует использования в качестве топлива радиоактивного материала природного происхождения . Уран , наиболее распространенное топливо деления, присутствует в земле в относительно низких концентрациях и добывается в 19 странах. [10] Этот добываемый уран используется в качестве топлива для ядерных реакторов, вырабатывающих энергию, с расщепляемым ураном-235 , который генерирует тепло, которое в конечном итоге используется для питания турбин , вырабатывающих электроэнергию. [11]
По состоянию на 2013 год только несколько килограммов (имеется фотография) урана были извлечены из океана в пилотных программах , и также считается, что уран, извлеченный в промышленных масштабах из морской воды, будет постоянно пополняться за счет урана, выщелоченного со дна океана, поддерживая концентрацию морской воды на стабильном уровне. [12] В 2014 году, с достижениями, достигнутыми в эффективности извлечения урана из морской воды, статья в журнале Marine Science & Engineering предполагает, что с использованием легководных реакторов в качестве цели, этот процесс будет экономически конкурентоспособным, если будет реализован в больших масштабах . [13]
Ядерная энергетика обеспечивает около 6% мировой энергии и 13–14% мировой электроэнергии. [14] Производство ядерной энергии связано с потенциально опасным радиоактивным загрязнением , поскольку оно зависит от нестабильных элементов. В частности, ядерные энергетические установки производят около 200 000 метрических тонн отходов низкого и среднего уровня активности (LIAW) и 10 000 метрических тонн отходов высокого уровня активности (HLW) (включая отработанное топливо, обозначенное как отходы) каждый год во всем мире. [15]
Отдельно от вопроса об устойчивости использования ядерного топлива существуют опасения по поводу высокоактивных радиоактивных отходов, которые генерирует ядерная промышленность, которые, если их не утилизировать должным образом, представляют большую опасность для людей и дикой природы. Организация Объединенных Наций ( UNSCEAR ) подсчитала в 2008 году, что среднегодовое воздействие радиации на человека включает 0,01 миллизиверта (мЗв) от наследия прошлых атмосферных ядерных испытаний, а также Чернобыльской катастрофы и ядерного топливного цикла, наряду с 2,0 мЗв от естественных радиоизотопов и 0,4 мЗв от космических лучей ; все воздействия различаются в зависимости от местоположения . [16] Природный уран в некоторых неэффективных циклах ядерного топлива реакторов становится частью потока ядерных отходов « однократно », и аналогично сценарию, когда этот уран оставался естественным образом в земле, этот уран испускает различные формы радиации в цепочке распада , период полураспада которой составляет около 4,5 миллиарда лет. [17] Хранение этого неиспользованного урана и сопутствующих продуктов реакции деления вызвало обеспокоенность общественности относительно рисков утечек и сдерживания , однако исследования, проведенные на естественном ядерном реакторе деления в Окло, Габон , проинформировали геологов о проверенных процессах, которые позволили сохранить отходы этого естественного ядерного реактора возрастом 2 миллиарда лет. [18]
Поверхность земли можно считать как возобновляемым, так и невозобновляемым ресурсом в зависимости от масштаба сравнения. Землю можно использовать повторно, но новую землю нельзя создать по требованию, что делает ее фиксированным ресурсом с совершенно неэластичным предложением [19] [20] с экономической точки зрения.
Природные ресурсы , известные как возобновляемые ресурсы, заменяются естественными процессами и силами, устойчивыми в естественной среде . Существуют прерывистые и повторяющиеся возобновляемые ресурсы и перерабатываемые материалы , которые используются в течение цикла в течение определенного периода времени и могут быть использованы в течение любого количества циклов.
Производство товаров и услуг путем изготовления продукции в экономических системах создает множество видов отходов во время производства и после того, как потребитель использовал их. Затем материал либо сжигается , либо закапывается на свалке , либо перерабатывается для повторного использования. Переработка превращает ценные материалы, которые в противном случае стали бы отходами, снова в ценные ресурсы.
В естественной среде вода , леса , растения и животные являются возобновляемыми ресурсами, если они надлежащим образом контролируются, защищаются и сохраняются . Устойчивое сельское хозяйство — это выращивание растительных и животных материалов таким образом, чтобы сохранять растительные и животные экосистемы и улучшать здоровье и плодородие почвы в долгосрочной перспективе. Чрезмерный вылов рыбы в океанах — один из примеров того, как промышленная практика или метод могут угрожать экосистеме, подвергать опасности виды и, возможно, даже определять, является ли рыболовство устойчивым для использования людьми. Нерегулируемая промышленная практика или метод могут привести к полному истощению ресурсов . [23]
Возобновляемая энергия солнца , ветра , волн , биомассы и геотермальной энергии основана на возобновляемых ресурсах. Возобновляемые ресурсы, такие как движение воды ( гидроэнергия , приливная энергия и энергия волн ), ветер и лучистая энергия геотермального тепла (используется для геотермальной энергии ) и солнечная энергия (используется для солнечной энергии ) практически бесконечны и не могут быть исчерпаны, в отличие от их невозобновляемых аналогов, которые, скорее всего, закончатся, если их не использовать экономно.
Потенциальная энергия волн на береговых линиях может обеспечить 1/5 мирового спроса. Гидроэлектроэнергия может обеспечить 1/3 наших общих мировых потребностей в энергии. Геотермальная энергия может обеспечить в 1,5 раза больше энергии, чем нам нужно. Ветра достаточно, чтобы обеспечить все потребности человечества в 30 раз. Солнечная энергия в настоящее время обеспечивает только 0,1% наших мировых потребностей в энергии, но может обеспечить потребности человечества в 4000 раз больше, чем весь прогнозируемый мировой спрос на энергию к 2050 году. [24] [25]
Возобновляемая энергия и энергоэффективность больше не являются нишевыми секторами , которые продвигаются только правительствами и экологами. Растущий уровень инвестиций и капитала от традиционных финансовых субъектов предполагает, что устойчивая энергетика стала мейнстримом и будущим производства энергии, поскольку невозобновляемые ресурсы сокращаются. Это подкрепляется проблемами изменения климата , ядерной опасностью и накоплением радиоактивных отходов, высокими ценами на нефть , пиком добычи нефти и растущей государственной поддержкой возобновляемой энергии. Эти факторы коммерциализация возобновляемой энергии , расширение рынка и увеличение принятия новых продуктов для замены устаревших технологий и преобразование существующей инфраструктуры в возобновляемый стандарт. [26]
В экономике невозобновляемый ресурс определяется как товар , большее потребление которого сегодня подразумевает меньшее потребление завтра. [27] Давид Рикардо в своих ранних работах анализировал ценообразование исчерпаемых ресурсов и утверждал, что цена минерального ресурса должна со временем расти. Он утверждал, что спотовая цена всегда определяется рудником с самой высокой себестоимостью добычи, а владельцы рудников с более низкой себестоимостью добычи получают выгоду от дифференциальной ренты. Первая модель определяется правилом Хотеллинга , которое является экономической моделью управления невозобновляемыми ресурсами 1931 года Гарольда Хотеллинга . Оно показывает, что эффективная эксплуатация невозобновляемого и невозобновляемого ресурса при иных стабильных условиях приведет к истощению ресурса. Правило гласит, что это приведет к чистой цене или « ренте Хотеллинга » для него, которая ежегодно растет со скоростью, равной процентной ставке , отражая растущую дефицитность ресурсов. [28] Правило Хартвика дает важный результат об устойчивости благосостояния в экономике, которая использует невозобновляемые ресурсы. [29]
Сегодняшние основные источники энергии в основном невозобновляемые: природный газ, нефть, уголь, торф и обычная ядерная энергия. Существуют также возобновляемые источники, включая древесину, растения, навоз, падающую воду, геотермальные источники, солнечную, приливную, ветровую и волновую энергию, а также мышечную силу человека и животных. Ядерные реакторы, которые производят собственное топливо ("бридеры") и, в конечном итоге, термоядерные реакторы также относятся к этой категории.
плотина «Три ущелья» на реке Янцзы в Китае погрязла в спорах с тех пор, как ее впервые предложили построить.См. также: Ларис, Майкл (17 августа 1998 г.). «Необузданные водные пути убивают тысячи людей ежегодно». The Washington Post . Получено 28 марта 2009 г. Теперь
чиновники используют смертоносную историю Янцзы, самой длинной реки Китая, для оправдания самого рискованного и спорного инфраструктурного проекта страны — гигантской плотины «Три ущелья».и Грант, Стэн (18 июня 2005 г.). «Глобальные проблемы: экологические и технологические достижения во всем мире». CNN . Получено 28 марта 2009 г. Инженерное
чудо Китая вызывает поток критики. [...] Когда речь заходит о глобальных проблемах, мало что может сравниться с возведением огромной плотины «Три ущелья» в Центральном Китае.и Жерин, Розанна (11 декабря 2008 г.). «Rolling on a River». Beijing Review . Архивировано из оригинала 22 сентября 2009 г. . Получено 28 марта 2009 г. .
..проект плотины «Три ущелья» стоимостью 180 млрд юаней (26,3 млрд долларов США) был весьма спорным.
