Топливно-энергетические ресурсы Возобновляемые и невозобновляемые энергетические ресурсы. Основной энергетический ресурс растений

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ - это... Что такое ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ?

• ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ
• КОНСТРУКЦИОННЫЕ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Смотреть что такое "ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ" в других словарях:

• Энергетические ресурсы —         (a. energy resources; н. Energieressourcen; ф. ressources energetiques; и. recursos energeticos) все доступные для пром. и бытового использования источники разнообразных видов энергии: механической, тепловой, химической, электрической,… …   Геологическая энциклопедия

• энергетические ресурсы — Невозобновляемые минеральные вещества, возобновляемые органические ресурсы и ряд природных процессов (энергия текущей воды, ветра, приливов и пр.), используемые для получения энергии. Syn.: топливноэнергетические ресурсы …   Словарь по географии

• ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ — запасы энергии в природе, которые могут быть использованы в хозяйстве. К Э. р. относятся различные виды топлива (каменный и бурый угли, нефть, горючие газы и сланцы и др.), энергия падающей воды, морских приливов, ветра, солнечная, атомная.… …   Географическая энциклопедия

• энергетические ресурсы — Все, что общество может использовать в качестве источника энергии (Термины Рабочей Группы правового регулирования ЭРРА). [Англо русский глосcарий энергетических терминов ERRA] EN energy resources Everything that could be used by society as a… …   Справочник технического переводчика

• энергетические ресурсы — energijos ištekliai statusas Aprobuotas sritis Energetika apibrėžtis Gamtiniai ištekliai ir (ar) jų perdirbimo produktai, naudojami energijai gaminti ar transporto sektoriuje. atitikmenys: angl. energy resources vok. Energieressourcen rus.… …   Lithuanian dictionary (lietuvių žodynas)

• топливно-энергетические ресурсы — топливно энергетические ресурсы: Совокупность природных и произведенных энергоносителей, запасенная энергия которых при существующем уровне развития техники и технологии доступна для использования в хозяйственной деятельности. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• вторичные топливно-энергетические ресурсы — 37 вторичные топливно энергетические ресурсы; ВЭР: Топливно энергетические ресурсы, полученные как отходы или побочные продукты производственного технологического процесса. Источник: ГОСТ Р 53905 2010: Энергосбережение. Термины и определения… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• возобновляемые топливно-энергетические ресурсы — 39 возобновляемые топливно энергетические ресурсы: Природные энергоносители, постоянно пополняемые в результате естественных процессов. Источник: ГОСТ Р 53905 2010: Энергосбережение. Термины и определения оригинал документа 3.9.8 возобновляемые …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• вторичные энергетические ресурсы — 2.21 вторичные энергетические ресурсы (reclaimable resource): Материалы искусственного происхождения, отсутствующие в природной среде, которые могут быть возобновлены, переработаны и использованы как вход в техническую энергетическую систему.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Топливно-энергетические ресурсы — запасы топлива и энергии в природе, которые при современном уровне техники могут быть практически использованы человеком для производства материальных благ. К топливно энергетическим ресурсам относятся: различные виды топлива: каменный и бурый… …   Финансовый словарь

dic.academic.ru

Энергетические ресурсы организма - Справочник химика 21

    Биохимические изменения в организме человека, вызванные выполнением избранного упражнения, не ограничиваются только временем работы, а распространяются также на значительный период времени отдыха после завершения работы. Такое биохимическое последействие упражнения обычно обозначается термином восстановление . В этот период осуществляется переход метаболизма от катаболических процессов, происходящих в работающих мышцах во время упражнения, к процессам анаболической направленности, способствующим восстановлению разрушенных при работе клеточных структур, восполнению растраченных энергетических ресурсов и возобновлению нарушенного эндокринного и водно-электролитного равновесия организма. [c.358]

    Сократительная функция мышц связана с превраш,ением химической энергии в механическую. Работа мышц сопровождается резким усилением п1)оцессов обмена веществ, усиленным использованием энергетических ресурсов организма. [c.541]

    Биосинтез жирных кислот и липидов играет важную роль в жизнедеятельности организмов. Именно в виде жирных кислот и триацилглицеринов сохраняется основное количество энергетических ресурсов организмов животных, в то время как энергоресурсы, откладываемые в форме углеводов, незначительны. [c.436]

    Углеводы стоят у истоков всего органического вещества биосферы — это первые продукты фотосинтеза. Они служат основны энергетическим ресурсом большинства земных организмов, лежат в основе множества применяемых человеком материалов. Углеводы выполняют сложные й многообразные функции в живых системах. [c.2]

    При наличии в клетке плазмиды часть энергетических ресурсов расходуется на ее репликацию, транскрипцию и синтез белков, которые она кодирует. При этом, как правило, многокопийные плазмиды требуют больше энергии, чем мал око-пийные, и в результате часть клеток в процессе роста популяции утрачивает плазмиды. Клетки, лишившиеся своих плазмид, обычно растут быстрее тех, в которых они сохранились, и в конечном счете оказываются в культуре преобладающими. По прошествии нескольких генераций это отражается на количестве синтезируемого продукта клонированного гена. Разработано по крайней мере два подхода к решению этой проблемы. В лабораторных условиях для сохранения плазмид клетки выращивают в присутствии антибиотиков или метаболитов, обеспечивающих рост только тех клеток, в которых есть плазмида. Однако добавление антибиотиков и каких-то других веществ в культуры, выращиваемые в больших объемах, или в промышленные ферментеры приводит к значительному удорожанию конечного продукта. Особенно важно, чтобы клонированные гены сохранялись, не утрачиваясь и не передаваясь другим микроорганизмам, в том случае, когда сконструированный микроорганизм предназначен для использования вне стен лаборатории. Он должен не только оставаться эффективным, но и быть экологически безопасным. Включение клонированной ДНК в хромосомную ДНК хозяйского организма позволяет обойтись без плазмид и избежать утраты плазмидных генов. [c.123]

    Организмы могут использовать не все виды энергии, существующей в природе. Недоступными для них являются ядерная, механическая, тепловая виды энергии. Чтобы теплота могла служить источником энергии, необходим большой перепад температур, который в живых организмах невозможен. Доступными для живых систем внешними источниками энергии (энергетическими ресурсами) являются электромагнитная (физическая) энергия (свет определенной длины волны) и химическая (восстановленные химические соединения). Способностью использовать энергию света обладает большая группа фотосинтезирующих организмов, в том числе и прокариот, имеющих фоторецепторные молекулы нескольких типов (хлорофиллы, каротиноиды, фикобилипротеины). Для [c.91]

    Часто энергетическими ресурсами служат биополимеры, находящиеся в окружающей среде (полисахариды, белки, нуклеиновые кислоты), а также липиды. Прежде чем быть использованными, биополимеры должны быть гидролизованы до составляющих их мономерных единиц. Этот этап весьма важен по следующим причинам. Белки и нуклеиновые кислоты отличаются исключительным разнообразием. Количество видов белков исчисляется тысячами, после гидролиза же образуется только 20 аминокислот. Все разнообразие нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) после гидролиза сводится к 5 видам нуклеотидов. Таким образом, расщепление полимеров до мономерных единиц резко сокращает набор химических молекул, которые могут быть использованы организмом. [c.92]

    Разнообразные соединения, способные окисляться, т.е. являющиеся источниками отрываемых электронов, называются донорами электронов. Поскольку электроны не могут существовать самостоятельно, они обязательно должны быть перенесены на молекулы, способные их воспринимать и, таким образом, восстанавливаться. Такие молекулы называются акцепторами электронов. Какие офаничения здесь возможны Донором электронов не может быть предельно окисленное вещество, а их акцептором — предельно восстановленное. Таким образом, должен существовать внешний энергетический ресурс — исходный субстрат. С помощью ферментных систем организм извлекает энергию из этого субстрата в реакциях его ступенчатого окисления, приводящего к освобождению энергии небольшими порциями. [c.94]

    Растения и большая часть микроорганизмов, получающих из окружающей среды ограниченный набор исходных соединений, должны располагать этими системами. Для животных, в особенности высших, которые получают большой набор веществ, необходимых в качестве строительных элементов и энергетических ресурсов, в виде растительной или животной пищи, наличие многих из систем биосинтеза кофакторов и коферментов является ненужным излишеством. Либо сами кофакторы и коферменты, либо их близкие предшественники могут быть получены вместе с продуктами питания. Это означает, что вместе с основными компонентами — белками, жирами, углеродами — в продуктах питания животного должны присутствовать в очень небольших количествах, измеряемых миллиграммами или даже долями миллиграммов, все те коферменты и кофакторы, пути синтеза которых у данного вида животных отсутствуют, или вещества, легко их образующие. Речь идет именно о крайне малых количествах, поскольку, поступив в организм, эти соединения работают циклически и пополнение их запаса нужно лишь в связи с некоторыми неизбежными потерями. [c.153]

    В стремлении расширить пределы видимости он создал радар, для увеличения сферы деятельности слухового и речевого аппарата изобрел телекоммуникации и, имитируя характер действия мускульной системы человеческого организма, разработал весьма эффективные машины и механизмы. Попытки увеличить мощность своих энергетических ресурсов привели к открытию новых источников энергии и способов ее передачи (преобразования). [c.325]

    Жиры в сумме с углеводами — основной энергетический ресурс питания. Они, помимо всего прочего, доставляют часть углеродных ресурсов для создания в организме заменимых аминокислот и участвуют таким образом в какой-то степепи в построении белков. Синтез жиров даже в индустриальном масштабе не вызывает больших трудностей, но вопрос [c.512]

    Адреналин и норадреналин стимулируют мобилизацию энергетических запасов организма, усиливают распад гликогена в печени, способствуют повышению содержания глюкозы в крови. Данные гормоны усиливают также распад гликогена в скелетных мышцах, окисление глюкозы в процессе гликогенолиза, распад резервных жиров в жировой ткани. Наряду с мобилизацией энергетических ресурсов они вызывают сужение мелких артерий, но способствуют расширению венечных сосудов сердца и скелетных мышц, улучшая тем самым кровоснабжение этих тканей и их функции. [c.147]

    Опыты на животных показали повышение чувствительности цАМФ-за-висимых протеинкиназ к цАМФ как к вторичному передатчику отдельных гормонов в скелетных мышцах под воздействием длительной физической нагрузки. Это может свидетельствовать о возможности более тонкой регуляции внутриклеточных процессов при незначительных изменениях уровня гормона в крови, что характерно для тренированного организма. Следовательно, при адаптации к физическим нагрузкам гормональная система становится более экономичной, что создает условия для экономного использования энергетических ресурсов и более эффективного энергообеспечения мышечной деятельности. [c.275]

    Использование кетоновых тел в качестве источника ацетил-КоА, но уже не для биосинтетических реакций, а для окисления в ЦТК, т.е. в виде энергетических субстратов, возможно и в мозге взрослых животных при ряде экстремальных состояний в частности, это имеет место при длительном голодании, когда на фоне исчерпания углеводных ресурсов организма резко возрастает концентрация кетоновых тел в крови за счет распада и окисления липидов из жировых депо. Аналогичные ситуации наблюдаются также при тяжелых формах диабета или гипертиреоза. Но даже в этих условиях за счет окисления свободных жирных кислот и кетоновых тел покрывается не более 20% энергетических потребностей мозга. [c.169]

    Биологическое действие в организме отдельных классов допингов разнообразно. Так, психостимуляторы повышают спортивную деятельность путем активации деятельности ЦНС, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, что улучшает энергетику и сократительную активность скелетных мышц, а также снимают усталость, придают уверенность в своих силах, однако могут привести к предельному напряжению функций этих систем и исчерпанию энергетических ресурсов. Наркотические вещества подавляют болевую чувствительность, так как являются сильными анальгетиками, и отдаляют чувство утомления. Анаболические стероиды усиливают процессы синтеза белка и уменьшают их распад, поэтому стимулируют рост мышц, количества эритроцитов, способствуя ускорению адаптации организма к мышечной деятельности и процессов восстановления, улучшению композиционного состава тела. Бета-блокаторы противодействуют эффектам адреналина и норадреналина, что как бы успокаивает спортсмена, повышает адаптацию к физическим нагрузкам на выносливость. Диуретики, или мочегонные средства усиливают выведение из организма солей, воды и некоторых химических веществ, что способствует снижению массы тела, выведению запрещенных препаратов. [c.482]

    Для поддержания энергетических ресурсов в организме при выполнении продолжительной работы (например, лыжные гонки, марафонский бег, шоссейные велогонки) организуется питание на дистанции, что позволяет спортсменам длительно сохранять работоспособность. [c.168]

    Энергетическая функция. В тех случаях, когда в организме наступает истощение энергетических ресурсов (углеводов и липидов), аминокислоты, образующиеся в результате гидролиза белков, могут служить источниками энергии. Для развивающегося организма или зародыша многие белки выполняют функцию резервных питательных веществ (казеин молока, овальбумин яиц, запасные белки семян растений). [c.82]

    Живые организмы характеризуются чрезвычайно высокой экономичностью в использовании материальных и энергетических ресурсов. В клетках используется именно столько молекул, сколько требуется для синтеза необходимого количества нуклеиновых кислот, белков, липидов и углеводов. Несмотря на многовековой опыт ведения хозяйства и создание целых экономических школ, человечество вряд ли когда-нибудь придет к столь же рациональному использованию природных ресурсов. [c.538]

    Препараты для парентерального питания. Служат для обеспечения энергетических ресурсов организма, доставки питательных веществ к органам и тканя.м. [c.336]

    Полученные нами экспериментальные данные, а также проведенные ранее исследования позволяют заключить, что изменения фосфорного обмена у животных при непродолжительных сроках затравки связаны с включением компенсаторны х механизмов, направленных на восстановление энергетических ресурсов организма. У животных, затравлявшихся продолжительное время, по-видимому, происходят более глубокие изменения, связанные не с недостатком энергии, а нарушением использования энергии макроэргических соединений для процессов синтеза. [c.444]

    Учитывая гетерохронизм восстановления различных функций, чередование занятий в тренировочном микроцикле должно осуществляться таким образом, чтобы нагрузки определенного вида тренирующего воздействия задавались через интервалы времени, достаточные для наступления фазы суперкомпенсации ведущей функции, а нагрузки иного тренирующего воздействия, применяемые в этот период, не оказывали отрицательного влияния на восстановление доминантной функции. Например, после объемной тренировки аэробной направленности восстановление энергетических ресурсов организма может растянуться на двое-трое суток. В этот период вполне уместно применить небольшие по объему тренировочные нагрузки анаэробного воздействия, которые не оказывают отрицательного влияния на восстановление показателей аэробного энергетического потенциала, но в то же время стимулируют развитие анаэробных качеств. Вместе с тем эффект от занятий скоростно-силовой направленности (развитие алактатной анаэробной мощности) заметно ухудшается, если эти занятия проводятся на фоне неполного восстановления от предшествующих нагрузок. Отрицательное взаимодействие ОТЭ и СТЭ наблюдается также в случае, если занятию гликолитической анаэробной направленности предшествует большая по объему тренировка аэробного характера. Обычно после трех дней тренировок подряд при любом сочетании занятий разной направленности обнаруживается ухудшение ОТЭ и возникают отрицательные взаимодействия нагрузок. На практике по этой причине после нескольких напряженных тренировок подряд обычно вводят "разгрузочные дни", которые позволяют снять излишнее напряжение и обеспечивают более полное восстановление в рамках отдельного тренировочного микроцикла. [c.428]

    Фотосинтетическое фосфорилирование в процессе фотосинтеза представляет собой один из путей накопления энергии в клетках зеленых растений, обладающих фототрофным типом энергетического обмена. Будучи первичным механизмом накопления энергии в живых системах, фотосинтез имеет более короткий путь от внешнего энергетического ресурса, которым является солнечный свет, до АТФ, чем другие типы биоэнергетики. Кроме того, реакции фототрофного типа накопления энергии четко обособлены от других обменных процессов в отличие от оргаиотрофного типа, реакции которого в значительной степени пересекаются с путями промежуточного обмена веществ [3, 7,12,16,23,25,26].Фотосинтез протекает в тилакоидах — пузырьках, расположенных внутри хлоропластов и уложенных в виде гран. Почти у всех фотосинтезирующих организмов в роли донора электронов выступает вода, кислород которой выделяется [c.426]

    Итак, любая эмоциональная реакция, как правило, сопровождается двигательной активностью — мобилизуются энергетические ресурсы организма усиленно работает сердце, повьш1ается артериальное давление, в крови увеличивается содержание сахара, учаш ается дыхание и т.д. Все это необходимо для обеспечения мышечной [c.40]

    В настоящей книге рассматривается несколько основных типов природных соединений, играющих решающую роль в нормальной жизнедеятельности организмов — белки, углеводы, нуклеотиды и стероиды. Выбор именно этих разделов определился не только их значимостью, но и oт yт твиe i современной общей обзорной литературы по этим вопросам в СССР, а в некоторых случаях (например нуклеотиды) и за рубежом. Белки являются основным субстратом животных организмов, катализаторами важнейших жизненных процессов, а обмен белка лежит в основе всех процессов жизнедеятельности Углеводы — главный энергетический ресурс всех живых организмов и основной субстрат растительных организмов, а в виде своих многочисленных производных углеводы входят в сложные комплексные соединения с белками и липидами, имеющие большое биологическое значение. Исключительная роль нуклеотидов вскрыта исследованиями последних лет, когда удалось показать, что именно они являются тем химическим материалом, который обеспечивает передачу первичного биологического кода, определяющим далее в сложной цепи превращений весь комплекс наследственных признаков. Биологическая роль стероидов весьма разнообразна к этому типу природных соединений относятся важнейшие гормоны, желчные кислоты, холестерин мозговой ткани и т. д. Существенно, что не только биологическая значимость, но и химия рассматриваемых в этой книге соединений весьма разнообразна и может служить яркой иллюстрацией решения многих интереснейших и сложнейших проблем органической химии, в особенности стереохимических вопросов. [c.4]

    Никакой, даже самый примитивный, из известных в настоящее время живых организмов в сколь угодно стабильных внешних условиях не мог бы функционировать, если бы в нем одновременно и несбалансированно протекали. все запрограммированные биохимические процессы - транскрибировались все гены, транслировались все образовавшиеся информационные РНК, шли с нерегулируемой скоростью все присущие этому организму процессы синтеза и деградации низкомолекулярных соединений и биополимеров. Ясно, например, что интенсивность биосинтеза нуклеотидов и незаменимых аминокислот должна быть скоординирована с интенсивностью биосинтеза нуклеиновых кислот и белков, поскольку в противном случае бесполезно растрачивались бы необходимые для производства этих мономеров сырьевые и энергетические ресурсы клеток. На самом деле живые организмы живут в непрерывно меняющихся внешних условиях и должны, кроме того, реагировать на изменения, происходящие в окружающей их среде. Так, появление в среде, на которой выращиваются бактерии, какой-либо дефицитной аминокислоты должно сопровождаться снижением уровня ее биосинтеза клетками. Появление в среде нетипичного источника углерода и энергии должно стимулировать процессы, связанные с доставкой такого вещества в клетки и его усвоением. Даже цростейшие одноклеточные организмы должны располагать регуляторными механизмами, позволяющими в определенном диапазоне нивелировать действие возникающих в окружающей среде неблагоприятных внешних химических и физических факторов, таких, как появление агрессивных химических веществ, повышение температуры, интенсивное УФ-излучение. [c.419]

    Так, высокоорганизованные животные клетки являются органотрофа-ми и используют топливо с высоким энергетическим потенциалом (молекулы биполимеров). В свою очередь эти сложные соединения синтезируют из более простых клетки зеленых растений, используя энергию солнечного света. Этот тип энергетического обмена называют фототроф-ным. Некоторые организмы, например бактерии, используют в качестве энергетического ресурса неорганические вещества и обладают неоргано-трофным (или хемосинтетическим, литотрофным) типом энергетики. [c.407]

    Крахмал составляет по весу главную составную часть пищи человека (хлеб, картофель, крупы, овощи) —главный энергетический ресурс его организма. Содержание крахмала в некоторых видах богатых им пищевых продуктов таково мука — 74%, рис — 78%, хлеб белый — 51%, картофель— 16%. Уже во рту, под действием слюны, содержащей гидролитический фермент амилазу, начинается гидролиз крахмала. В кислой среде желудка гидролиз завершается расщеплением до глюкозы, которая из кишечника поступает в кровь и разносится током крови до каждой клетки, подвергаясь там ряду превращений (стр. 434), обусловливающих теплоту тела, энергию мускульной и мозговой работы человека и животного. В крови поддерживается довольно строго определенная концентрация глюкозы как значительный избыток, так и, особенно, недостаток ее гибельны для организма . Концентрация глюкозы регулируется действием гормонов. При повышении содержания глюкозы в крови избыток ее за счет специфического действия выделяемого поджелудочной железой гормона инсулина (белок, см. кн. 11) откладывается в печени и частично в мышцах в виде животного крахмала -глы/со-гена. Цечень может содержать до 20 вес.% гликогена. При недостатке глюкозы в крови часть гликогена печени гидролизуется в глюкозу и поступает в кровь (гормон глюкагон). Если деятельность поджелудочной железы нарушена и она не продуцирует инсулина, наступает сахарная болезнь —диабет, характеризующаяся повышенным содержанием глюкозы в крови. Организм вынужден тогда сбрасывать избыток глюкозы с мочой. Систематическое введение в кровь инсулина, выделенного из [c.447]

    В агроэнергетике необходимо проводить совместный анализ как технических преобразований энергии, так и ее биоконверсию — преобразования ее живыми организмами. Сельскохозяйственному производству основные энергетические ресурсы поставляет промышленная энергетика, в которой используют эксергетический анализ. Это благоприятствует применению эксергетического анализа как в агротехнологиях, так и в биотехнологиях. Аграрное производство — один из основных пользователей экологических ресурсов. В экологии до настоящего времени энергетический анализ проводят на основе баланса общей энергии, но уже разработаны положения эксергетического анализа для экологии и есть надежда, что в этой отрасли знаний будет применяться эксергетический анализ. [c.320]

    Возникновение общего адаптационного синдрома в ответ на применяемые в тренировке физические нагрузки ведет к возбуждению важных вегетативных центров и, как следствие, — к возбуждению симпато-адрена-ловой и гипофизарно-адренокортикальной систем. В результате усиления такого рода гормональной активности в крови и тканях повышается концентрация катехоламинов и глюкокортикоидов. Оба эти гормональные факторы обладают широким диапазоном действия, в частности способствуют мобилизации энергетических и пластических ресурсов организма. Таким образом, физическая нагрузка, достигающая стрессового уровня, вызывает в организме генерализованную реакцию мобилизации, облегчающую возникновение необходимых адаптационных изменений в тренируемых функциях. [c.409]

    Таким образом, в компенсированных случаях инсулиновой гипогликемии головной мозг (возможно, и другие органы) пополняет дефицит глюкозы в первую очередь за счет дополнительных источников энергии, доставляемых сюда кровью. Это главным образом касается аминокислот, ФЛ, свободных жирных кислот и других соединений, могущих служить потенциальными источниками энергии. В тяжелейших же случаях инсулиновой гипогликемии, завершающихся коматозным состоянием и неминуемой гибелью организма на фоне полного истощения энергетических ресурсов, развиваются реакции тканевого распада, в частности ткани мозга, в результате чего, наряду с множеством метаболических расстройств, проявляется также заметное убывание ФЛ мозгового вещества, главным образом за счет их расщепления. В результате этого имеет место одновременное накопление в мозгу фосфохолина, фосфоэтаноламина, фос-фосерина и свободного этаноламина, о чем уже упоминалось выше. [c.88]

    Для совершения работы организмы могут использовать не все виды энергии, существующей в природе. Недоступными для них являются ядерная, механическая, тепловая виды энергии. Чтобы теплота могла служить источником энергии, необходим большой перепад температур (порядка 100 , как это имеет место в современных тепловых машинах), который в живых организмах невозможен. Доступными для живых систем внешними источниками энергии (энергетическими ресурсами) являются электромагнитная (физическая) энергия (свет определенной длины волны) и химическая (восстановленные химические соединения). Способностью использовать энергию света обладает большая группа фотосинтезирующих организмов, в том числе и прокариот, имеющих фоторецепторные молекулы нескольких типов (хлорофиллы, каротиноиды, фикобилипротеиды). Для всех остальных организмов источниками энергии служат процессы окисления химических соединений. [c.79]

    Для понимания жизнедеятельности и развития целостного растущего организма необходимо знать не только энергетические-ресурсы, закономерности обмена энергии и превращения и обмена веществ, но и системы регуляции, регуляторные функции растеннй, связанные со свойствами различных структур, процессов, реакций. [c.438]

    Необходимая для функционирования организма животного энергия должна поступать к нему в виде подходящего топлива . Выяснение вопроса о том, каким образом организм извлекает эту энергию из пищевых продуктов, является основой для понимания процессов нормального питания и метаболизма. Истощение энергетических ресурсов приводит к голодной смерти, а некоторые формы нарушения питания обусловлены энергетическим дисбалансом (пеллагра, кахексия). Скорость потребления энергии, характеризуемая скоростью метаболических процессов, регулируется гормонами щитовидной железы. Запасание в орг1анизме избыточной энергии в форме питательных веществ приводит к ожирению, весьма распространенному в западных странах. [c.111]

    В основе биологической ритмики организма лежит ритмгоа обмена веществ. У человека обменные (преимущественно катаболи-ческие) процессы, обеспечивающие биохимическую основу активности, ночью достигают минимума, тогда как биохимические процессы, обеспечивающие накопление субстратных и энергетических ресурсов, достигают максимума. Главным фактором, определяющим биологическую ритмику, являюгся условия существования организма. Сезонные и особенно суточные ритмы выступают как бы в роли дирижеров всех колебательных процессов организма, и поэтому внимание ученых более всего сосредоточено на изучении этих ритмов. [c.127]

chem21.info

Основные понятия в энергосбережении. Источники энергии. Возобновляемые и истощаемые энергетические ресурсы. Виды топлива

Энергетика – это область человеческой деятельности, связанная с производством, передачей и использованием энергии.

Энергосистема– совокупность энергетических ресурсов всех видов, методов их получения, преобразования, распределения и использования, а также технических средств и организационных комплексов, обеспечивающих снабжение потребителей всеми видами энергии.

Энергия – мера движения и взаимодействия материальных тел.

Мощность – количество энергии в единицу времени, определяющее интенсивность движения и взаимодействия материальных тел. Это скорость изменения энергии.

Топливо – горючие вещества с углеродной основой, используемые для получения тепловой энергии путем их сжигания.

Ядерное топливо– вещества и материалы, используемые для получения энергии в ядерном реакторе.

Энергосбережение – организационная научная, практическая, информационная деятельность государственных органов, юридических и физических лиц, направленная на снижение расхода топливно-энергетических ресурсов в процессе их добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации.

Топливно-энергетические ресурсы(ТЭР) – совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в республике.

Возобновляемые энергетические ресурсы– энергетические ресурсы рек, водохранилищ, ветра, солнца, биомассы и другие, возобновляемые в ходе естественных природных процессов.

Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР)– энергия, получаемая в ходе любого технологического процесса или процесса жизнедеятельности человека в результате недоиспользования первичной энергии или в виде энергосодержащего побочного продукта основного производства и не применяемая в этом процессе.

Нетрадиционные (альтернативные) источники энергии– источники электрической и тепловой энергии, использующие для ее производства возобновляемые и вторичные энергетические ресурсы.

Эффективное использование ТЭР– использование всех видов энергии экономически оправданными, прогрессивными способами при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении законодательства.

Истощаемые энергетические ресурсы– это накопленные в процессе эволюционного развития нашей планеты в ее недрах запасы веществ и соединений, способные при определенных условиях высвобождать энергию.

Энергетические ресурсы – носители энергии, которые используются в настоящее время или могут быть полезно использованы в перспективе [13].

Энергетические ресурсы являются частью всей совокупности природных ресурсов и подразделяются на восполняемые и невосполняемые. Восполняемыми, или возобновляемыми источниками энергии называ­ются источники, потоки энергии которых постоянно существуют или пе­риодически возникают в окружающей среде и не являются следствием це­ленаправленной деятельности человека. К восполняемым энергоресурсам относят энергию:

– Солнца

– мирового океана в виде энергии приливов и отливов, энергии волн

– рек

– ветра

– морских течений

– вырабатываемую из биомассы

– водостоков

– твердых бытовых отходов

– геотермальных источников

Недостатком возобновляемых источников энергии является низкая сте­пень ее концентрации. Но это в значительной степени компенсируется ши­роким распространением, относительно высокой экологической частотой и их практической неисчерпаемостью. Такие источники наиболее рациональ­но использовать непосредственно вблизи потребителя без передачи энергии на расстояние. Энергетика, работающая на этих источниках, использует по­токи энергии, уже существующие в окружающем пространстве, перераспре­деляет, но не нарушает их общий баланс. Неиспользование потоков энергии возобновляемых источников приводит к ее безвозвратной потере, предопределяет несколько иной подход к оценке эффективности устройств, применяющих эти источники, по сравнению с устройствами, работающими на невозобновляемых ресурсах. К невосполняемым энергетическим ресурсам относят:

– каменный уголь

– нефть

– природный газ

– бурый угль

– горючие сланцы

К сожалению, большинство энергии, потребляемой человеком, превращается в бесполезное топливо из-за низкой эффективности использования имеющихся энергетических ресурсов. Энергия, которая содержится в природных источниках и может быть преобразована в электрическую, тепловую, механическую, химическую, названа первичной. Первичная энергия делится на традиционные виды энергии и нетрадиционные виды энергии. Первые включают в себя ядерную энергию, энергию из органического топлива (твердые, жидкие и газообразные виды топлива), гидроэнергию рек. Энергия, которая получается после преобразования первичной на специальных установках, называется вторичной. К источникам энергии можно отнести: космические лучи, энергию морских приливов и отливов, биоэнергию, атмосферное электричество, потенциальную и кинетическую энергию воды, воздуха и т.д., земной магнетизм, энергию атомного синтеза и распада и др.

Самым первым видом твердого топлива были древесина и другие растения. После перехода от древесного топлива к угольному наступила эра электричества. К твердому топливу относят: древесину, уголь, торф, горючие сланцы. Ископаемые твердые топлива являются продуктом разложения органической массы растений. Жидкие виды топлива получают путем переработки нефти. Сырую нефть нагревают до 300 ... 370 °С, после чего полученные пары разгоняют на фракции, конденсирующиеся при различной температуре:

– сжиженный газ

– бензин

– керосин

– дизельное топливо

– мазут

Газообразными видами топлива являются природный газ, до­бываемый как непосредственно, так и попутно с добычей нефти, называе­мый попутным. Основным компонентом природного газа является метан СН4и в небольшом количестве азот N2, высшие углеводороды, дву­окись углерода СО2. Попутный газ содержит меньше метана, чем природ­ный, но больше высших углеводородов, и поэтому выделяет при сгорании больше теплоты. В промышленности и, особенно в быту, находит широкое распростране­ние сжиженный газ, получаемый при первичной переработке нефти. На ме­таллургических заводах в качестве попутных продуктов получают коксовый и доменный газы. Они используются здесь же на заводах для отопления пе­чей и технологических аппаратов. В районах расположения угольных шахт своеобразным «топливом» может служить метан, выделяющийся из пла­стов при их вентиляции. Газы, получаемые путем газификации (генератор­ные) или путем сухой перегонки (нагрев без доступа воздуха) твердых топлив, в большинстве стран практически вытеснены природным газом, однако в настоящее время снова возрождается интерес к их производству и исполь­зованию. В последнее время все большее применение находит биогаз – продукт анаэробной ферментации (сбраживание) органических отходов (навоза, рас­тительных остатков, мусора, сточных вод и т. д.). Ядерным топливом является уран. Об эффективности использо­вания его показывает работа первого в мире атомного ледокола «Ленин» во­доизмещением 19 тыс. т, длиной 134 м, шириной 23,6 м, высотой 16,1 м, осадкой 10,5 м, со скоростью 18 узлов (около 30 км/ч). Он был создан для проводки караванов судов по Северному морскому пути, толщина льда по которому достигала 2 и более метров. В сутки он потреблял 260-310 грам­мов урана. Дизельному ледоколу для выполнения такого же объема работы, которую выполнял ледокол «Ленин», потребовалось бы 560 т дизтоплива. Анализ оценки обеспеченности ТЭР показывает, что наиболее дефицит­ным видом топлива является нефть. Ее хватит по разным источникам на 25-40 лет. Затем, через 35-64 года, истощатся запасы горючего газа и урана. Лучше всего обстоит дело с углем, запасы которого в мире достаточно вели­ки, и обеспеченность углем составит 218-330 лет [12].

С начала промышленной разработки нефти (1965 г.) в стране добыто 100 млн. т. В настоящее время ежегодно добывается около 1,8 млн. т нефти. РУП «Объединение «Беларуснефть» – единственное нефтедобывающее рес­публиканское унитарное предприятие – имеет 508 эксплуатационных сква­жин на 63 месторождениях нефти. Разведанные запасы нефти составляют около 80 млн. т, газоконден­сата – 0,44 млн. т, попутного газа – 9734 млн. м3. Годовая потребность Республики Беларусь в нефти составляет 16-18 млн. т, а собственные ресурсы составляют всего лишь 9-10%. Осталь­ное количество нефтепродуктов в республику поставляет около 70 субъек­тов хозяйствования.

Наиболее распространенным видом местного топлива в Беларуси являет­ся торф. Торфяные отложения имеются практически во всех регионах. По запасам торфа (первичные запасы составляли 5,65 млрд. т, оставшиеся гео­логические оцениваются в 4,3 млрд. т) Беларусь занимает второе место в СНГ, уступая только России. Разведано более 9000 месторождений торфа общей площадью в границах промышленной глубины 2,54 млн. га. В по­следнее время годовая добыча составляет 27-30 млн. т. Наиболее богатые залежи его находятся в Брестской, Витебской, Могилевской областях, в ко­торых геологический запас торфа составляет около 68% от общего запаса в стране. Месторождения бурого угля находятся, так же, как и нефть, в Припятском прогибе. Прогнозные ресурсы его на глубине 600 м оценивают­ся в 410 млн. т. В настоящее время наиболее изученными являются неогеновые угли (зале­гают на глубине 20-80 м). Разведанные запасы угля пока не разрабатываются, поскольку уголь за­легает на большой глубине, мощность его пластов небольшая. Имеющиеся запасы бурых углей в объеме 151,6 млн. т пригодны для ис­пользования после брикетирования с торфом, однако их добыча нецелесо­образна, т. к. экологический ущерб превысит полученные результаты. Нецелесообразна и добыча горючих сланцев в объеме имеющихся запа­сов 11 млрд. т, поскольку стоимость получаемых продуктов выше мировых цен на нефть. Топливом будущего считают водород, получаемый при электролизе воды. Применение этого топлива позволило бы решить три проблемы: уменьшить потребление органического и ядерного топлива, удовлетворить возрастающие потребности в энергии, снизить загрязнение окружающей среды [15].

studfiles.net

Энергетические растения

Прошло всего несколько лет и то, что раньше казалось недосягаемым для нас, сегодня стало настоящим вызовом, к которому человеку нужно быть готовым. Альтернативная энергия, «озеленение» экономики, «зеленые» технологии, энергоэффективность, «чистые» технологии. Эти понятия с каждым днем все прочнее входят в нашу повседневную жизнь, и все больше информации появляется о том, какими возможностями обладает возобновляемая энергетика, которые есть у природы, и которые человек может применять в своих целях…

Одной из возможностей традиционной энергии, которая имеет перспективы, является биомасса. Прекрасной биомассой считаются энергетические растения, которые могут являться выгодным экономически сырьем для производства альтернативного топлива. Согласно технологии выращивания, срокам и способам сбора энергетические сельскохозяйственные растения подразделяются на травянистые и древесные виды – однолетние злаковые (просо, сахарное сорго) и многолетние растения (щавнат, мискантус, топинамбур, сида и быстрорастущие деревья, например, тополь, энергетическая верба).

Наряду с традиционными источниками биомассы, например, отходами сельскохозяйственного производства, стеблями кукурузы, соломой, древесными отходами, лузгой подсолнечника, есть огромные возможности для разведения энергетических растений. Плантации энергетических растений очень быстро развиваются, особых условий выращивания для них не требуется, как правило, высаживаются на 25-30 лет и дают урожай каждый три-шесть лет.

Это направление для нашей страны является новым, но оно является реальным и может быть перспективным – энергетическая верба.

На протяжении тысячелетий человечество в своей жизнедеятельности применяет разные виды ивы, сегодня данное растение демонстрирует свои выгодные преимущества в качестве возобновляемого источника энергии, источника для декорирования садовых участков, а также ландшафтного украшения усадьбы, материала для дизайна и творчества, и просто для того, чтобы радовать глаз…

Для нашей страны это растение не является экзотическим, оно традиционное, даже народное. Верба в отечественной культуре имеет особенное значение, оно символизирует жизнь, живучесть, оберег от «нечистой силы». Освящение вербы, обряды, связанные с данным растением, фразеологизмы, закрепившиеся в народе за многие века, Вербное воскресенье. В народе о ее живучести говорили, что верба, как степная трава: ее выкосишь, а она снова вырастет. Наши предки обсаживали ивами огороды и дороги, ставки и берега, дамбы и левады.

В последние годы некоторые сорта энергетической вербы (Salix) чаще рассматриваются в качестве перспективной культуры для генерирования твердого биологического топлива в виде брикетов или пеллетов. Эксперты считают, что производство твердого биотоплива на базе пеллетов или брикетов не требует слишком больших материальных вложений. За три года энергетическая верба достигает в высоту шести-семи метров, при этом у нее имеется множество ростков. Посадки продуктивны на протяжении 20-25 лет. В этот период можно собирать урожай каждые три года в объеме 30 т/га сухого вещества. Теплопроводная способность сухой вербы примерно равна 17-18 Мдж/кг. Одна тонна вербы при влажности 40% дает 1 Гкал тепла, а это же количество сухого материала при влажности 15% обеспечивает 2 Гкал тепла. С одного гектара можно ежегодно собирать 30-40 тонн альтернативного топлива!!!

Положительный опыт «зеленой» энергетики имеется у Норвегии, Германии, Дании, Польши, Австрии, Великобритании. США, Европа, Канада занимаются исследованием потенциала энергетических растений на протяжении многих лет, и энергетические плантации уже дают в этих странах урожай. Самой успешной в данной области является Швеция. Здесь плантации вербы занимают более 20 тысяч гектаров. Из нее вырабатывают сырье даже для теплоцентралей.

zeleneet.com

Энергетические ресурсы клетки - Справочник химика 21

    И наконец, количественная стратегия может оказаться далеко не лучшей с точки зрения клеточной энергетики. Так как для построения белка требуется много энергии, синтез больших количеств ферментов при низких температурах мог бы сильно истощать энергетические ресурсы клетки. Поэтому в условиях холода было бы, по-видимому, выгоднее вырабатывать более [c.252]

    В печени гликоген играет роль буфера глюкозы, циркулирующей в крови и являющейся главным энергетическим ресурсом всех клеток организма. Концентрация глюкозы Б плазме крови должна поддерживаться постоянной падение ее ниже нормы приводит к голоданию клеток и оказывается гибельным для тех из них, которые неспособны создавать собственные энергетические резервы (каковы, например, клетки головного мозга), а превышение ведет к резким биохимическим сдвигам в клетках, и также особенно опасно для клеток мозга. Между тем и расходование глюкозы плазмы, и ее поступление подвержены резким колебаниям, Например, при переходе от покоя к активной деятельности убыль глюкозы скачкообразно возрастает, а при переваривании пищи, особенно углеводной, в кровь быстро поступают значительные количества глюкозы. Таким образом, понятно, что организм должен располагать быстродействующими и легко управляемыми механизмами биосинтеза гликогена (депонирование избыточной глюкозы плазмы) и его расщепления (компенсация энергетических затрат). На примере расщепления гликогена удобно проследить связь его структуры с выполняемой функцией. [c.143]

    Изменения окислительного метаболизма, связанные с восстановлением после нарушенной функции, обнаруживают еще более сложную и неожиданную картину. Например, во время корковой распространяющейся депрессии и судорожной активности пул пиридиннуклеотидов резко окисляется, что предполагает истощение энергетических ресурсов клетки. Но величина зтой оксидации существенно больше, чем можно было бы ожидать из экстраполяции потерь внутриклеточного и оксидации НАДН, вызванной электростимуляцией средней силы [375]. Окислительно-восстановительные изменения цитохромов в зтих же > случаях значительно отличаются от реакции НАДН. Цито- хромы Ь, с, и а, аз окисляются при распространяющейся. депрессии. Однако при судорожной активности цитохром а, аз становится более восстановленным [312]. Тем не менее эта восстановленность только качественно совпадает с (ответом изолированных митохондрий при переходе из стационарного состояния 4 к состоянию 3, так как объем ее значительно больше и свидетельствует о связи с другой причиной. Более того, окислительно-восстановительные ответы цитохрома а, аз могут меняться с возрастом животного [528]. У молодых крыс (4—5 мес.) на фоне вызванных [c.73]

    Глюкоза чрезвычайно легко растворима в воде. Мы видим в этом важное преимущество моносахаридов как хранилищ энергии перед углеводородами. Но это преимущество, однако, не абсолютно и превращается в недостаток при необходимости депонирования значительных энергетических ресурсов. В са.мом деле, дл.ч этого в клетке должен был бы содержаться весьма концентрированный раствор глюкозы, что невыгодно и по физико-химическим, [c.141]

    Содержание АТФ и креатинфосфата в клетке резко снижается в результате нарушения окислительного фосфорилирования в митохондриях. Одно из первых проявлений этого состояния—нарушение мембранной проницаемости. Нарушение целостности мембран способствует выходу из клетки ионов, в том числе ионов К, а также ферментов. Дефицит энергетических ресурсов и нарушение ионного состава, существенные изменения различных мембранных резервуаров , обеспечивающих контроль за уровнем внутриклеточного кальция, обусловливают торможение функциональной активности мышечных клеток и их постепенную гибель. В этот же период выявляются изменения состава белков миокарда (резкое снижение содержания миофибриллярных белков и накопление белков стромы). Нарушение обмена углеводов, белков и липидов (свободные жирные кислоты не окисляются, а преимущественно включаются в триглицериды) при инфаркте миокарда находит отражение в жировой инфильтрации сердечной мышцы. [c.660]

    При наличии в клетке плазмиды часть энергетических ресурсов расходуется на ее репликацию, транскрипцию и синтез белков, которые она кодирует. При этом, как правило, многокопийные плазмиды требуют больше энергии, чем мал око-пийные, и в результате часть клеток в процессе роста популяции утрачивает плазмиды. Клетки, лишившиеся своих плазмид, обычно растут быстрее тех, в которых они сохранились, и в конечном счете оказываются в культуре преобладающими. По прошествии нескольких генераций это отражается на количестве синтезируемого продукта клонированного гена. Разработано по крайней мере два подхода к решению этой проблемы. В лабораторных условиях для сохранения плазмид клетки выращивают в присутствии антибиотиков или метаболитов, обеспечивающих рост только тех клеток, в которых есть плазмида. Однако добавление антибиотиков и каких-то других веществ в культуры, выращиваемые в больших объемах, или в промышленные ферментеры приводит к значительному удорожанию конечного продукта. Особенно важно, чтобы клонированные гены сохранялись, не утрачиваясь и не передаваясь другим микроорганизмам, в том случае, когда сконструированный микроорганизм предназначен для использования вне стен лаборатории. Он должен не только оставаться эффективным, но и быть экологически безопасным. Включение клонированной ДНК в хромосомную ДНК хозяйского организма позволяет обойтись без плазмид и избежать утраты плазмидных генов. [c.123]

    Под энергетическими механизмами клетки следует понимать процессы клеточного обмена, с помощью которых энергия внешних энергетических ресурсов превращается в химическую энергию фосфатных связей АТФ [3, 7,21]. [c.418]

    Регуляция синтеза ферментов. В живых клетках на уровне генетического аппарата запрограммировано относительное постоянство количества белков, в том числе так называемых конституционных ферментов. Однако при изменении питания, длительном голодании, спортивных тренировках количество отдельных белков изменяется. Существует адаптивный контроль биосинтеза белка на уровне отдельных генов, вызывающий индукцию (усиление) или репрессию (уменьшение) скорости синтеза РНК. Индукторами или репрессорами могут быть субстраты ферментов либо продукты данной реакции. Индукция синтеза определенного фермента приводит к его накоплению при увеличении концентрации его субстрата либо при необходимости усиления скорости его обмена. Репрессия происходит в случаях, когда отсутствует субстрат и фермент уже не нужен или когда клетка экономит свои энергетические ресурсы. [c.271]

    Живые организмы характеризуются чрезвычайно высокой экономичностью в использовании материальных и энергетических ресурсов. В клетках используется именно столько молекул, сколько требуется для синтеза необходимого количества нуклеиновых кислот, белков, липидов и углеводов. Несмотря на многовековой опыт ведения хозяйства и создание целых экономических школ, человечество вряд ли когда-нибудь придет к столь же рациональному использованию природных ресурсов. [c.538]

    A liH+ может образовываться за счет энергетических ресурсов, поступающих в клетку из внешней среды (света, субстратов окисления), а также макроэргических соединений (АТФ, пирофосфат) и градиента, предварительно созданного за счет использования уже имевшегося АцН+. [c.121]

    Первичными -генераторами называются системы, образующие протонный потенциал за счет энергетических ресурсов, поступающих в клетку извне таких, как свет или субстраты окисления и [c.43]

    Н+ откачивается из клетки Др,Н-ге-нераторами (1). Образованная при этом вызывает электрофоретический вход ионов К+ 2), который разряжает Лг1). превращая ее в ЛрН. Ка+/Н+-антипортер откачивает N3+ из клетки за счет ЛрН (5). Снижение Лт)) и ЛрН обращает ионные потоки, которые поддерживают некоторое время Л 1 и ЛрН в отсутствие внешних энергетических ресурсов шЛ [c.209]

    Итак, клетка использует энергетические ресурсы, чтобы получить АТФ, а затем тратит этот АТФ, чтобы оплатить различные виды работы. [c.11]

    Такая ситуация казалась тем более странной, что давно уже были налицо все предпосылки решения этой проблемы. Стало ясно, какими энергетическими ресурсами пользуются те или иные живые существа. Были найдены и получены в чистом виде ферменты, усваивающие эти ресурсы. Не составило большого труда определить, в каких частях клетки происходят энергетические превращения. Однако сам принцип, на котором базируется действие основных биологических преобразователей энергии, остался неясным, как и прежде. [c.36]

    Заметим, что те же галофильные бактерии поддерживают внутриклеточную концентрацию К+ около 4 молей на литр, тратя на создание натрий-калиевого градиента колоссальные по масштабам клетки количества энергетических ресурсов. [c.170]

    Но если такая схема верна, то калий-натриевый градиент должен продлить работоспособность клетки в условиях, когда исчерпаны энергетические ресурсы. [c.172]

    Оптимизация синтеза необходимого продукта -серьезная научная проблема. Если речь идет о белках, то для ее решения обычно используют клонированные гены, находящиеся под контролем сильных регулируемых промоторов. Вначале полагали, что для получения нужного количества продукта будет достаточно конститутивной экспрессии клонированного гена. Однако опыт показал, что при непрерывной транскрипции и трансляции клонированного гена истощаются все энергетические ресурсы клетки и ее рост замедляется. Чтобы приурочить экспрессию клонированного гена к определенной фазе роста, можно использовать механизм индукции. Для этого вначале выращивают клетки в оптимальных условиях до относительно высокой плотности, а затем индуцируют транскрипцию, либо изменяя температуру, либо добавляя в среду тот или иной химический индуктор в зависимости от природы промотора (например, изопропил-Р тиогалактопиранозид). [c.360]

    Чтобы получить какой-то белковый продукт, необходимо обеспечить правильную транскрипцию кодирующего его гена и трансляцию соответствующей мРНК. Для инициации транскрипции в нужном сайте необходим промотор, а для ее остановки - терминирующий кодон. Клонированный ген часто бывает лишен таких сигнальных последовательностей, и для его экспрессии в прокариотической клетке-хозяине нужно обеспечить и то, и другое. Кроме того, поскольку для решения большинства биотехнологических задач белок должен образовываться в больших количествах, необходимо использовать промотор, который позволял бы получить высокий уровень транскрипции (сильный промотор) и распознавался РНК-полимеразой хозяйской клетки. Постоянная транскрипция клонированного гена истощает энергетические ресурсы хозяйской клетки, поэтому нужно использовать промоторы, работу которых можно регулировать либо с помощью специфических низкомолекулярных соединений, либо изменением температуры. [c.130]

    Аминокислоты и белки также могут выступать в качестве энергетических ресурсов для эубактерий. Их использование связано в первую очередь с определенными ферментативными преобразованиями подготовительного характера. Белки сначала вне клетки расщепляются протеолитическими ферментами, катализирующими разрыв определенных пептидных связей, на отдельные фрагменты — пептиды, которые затем поглощаются клеткой и расщепляются внутриклеточными протеолитическими ферментами до отдельных аминокислот. Дальнейшее их превращение возможно по нескольким направлениям 1) аминокислоты непосредственно используются в конструктивном метаболизме для построения белковых молекул 2) аминокислоты служат основным материалом в энергетических процессах. В последнем случае метаболизирование аминокислот начинается с их декарбоксилирования или дезаминирования. [c.401]

    Фотосинтетическое фосфорилирование в процессе фотосинтеза представляет собой один из путей накопления энергии в клетках зеленых растений, обладающих фототрофным типом энергетического обмена. Будучи первичным механизмом накопления энергии в живых системах, фотосинтез имеет более короткий путь от внешнего энергетического ресурса, которым является солнечный свет, до АТФ, чем другие типы биоэнергетики. Кроме того, реакции фототрофного типа накопления энергии четко обособлены от других обменных процессов в отличие от оргаиотрофного типа, реакции которого в значительной степени пересекаются с путями промежуточного обмена веществ [3, 7,12,16,23,25,26].Фотосинтез протекает в тилакоидах — пузырьках, расположенных внутри хлоропластов и уложенных в виде гран. Почти у всех фотосинтезирующих организмов в роли донора электронов выступает вода, кислород которой выделяется [c.426]

    Никакой, даже самый примитивный, из известных в настоящее время живых организмов в сколь угодно стабильных внешних условиях не мог бы функционировать, если бы в нем одновременно и несбалансированно протекали. все запрограммированные биохимические процессы - транскрибировались все гены, транслировались все образовавшиеся информационные РНК, шли с нерегулируемой скоростью все присущие этому организму процессы синтеза и деградации низкомолекулярных соединений и биополимеров. Ясно, например, что интенсивность биосинтеза нуклеотидов и незаменимых аминокислот должна быть скоординирована с интенсивностью биосинтеза нуклеиновых кислот и белков, поскольку в противном случае бесполезно растрачивались бы необходимые для производства этих мономеров сырьевые и энергетические ресурсы клеток. На самом деле живые организмы живут в непрерывно меняющихся внешних условиях и должны, кроме того, реагировать на изменения, происходящие в окружающей их среде. Так, появление в среде, на которой выращиваются бактерии, какой-либо дефицитной аминокислоты должно сопровождаться снижением уровня ее биосинтеза клетками. Появление в среде нетипичного источника углерода и энергии должно стимулировать процессы, связанные с доставкой такого вещества в клетки и его усвоением. Даже цростейшие одноклеточные организмы должны располагать регуляторными механизмами, позволяющими в определенном диапазоне нивелировать действие возникающих в окружающей среде неблагоприятных внешних химических и физических факторов, таких, как появление агрессивных химических веществ, повышение температуры, интенсивное УФ-излучение. [c.419]

    Однако содержание фосфорных соединений в исследованных тканях ие отражает интенсивности распада и синтеза этих соединений, то есть динамического состояния АТФ и креатин-фосфата. Ркпользование изотопного метода исследования позволило установить, что у животных продолжительных сроков затравки радиоактивность фосфора АТФ и креатинфосфата значительно выше, чем у контрольных животных, не только в мозгу, но и в мышцах и печени. Богатые энергией фосфорные соединения—АТФ и креатинфосфат—являются энергетическими ресурсами, используемыми клетками в процессе жизнедеятельности. [c.444]

    Так, высокоорганизованные животные клетки являются органотрофа-ми и используют топливо с высоким энергетическим потенциалом (молекулы биполимеров). В свою очередь эти сложные соединения синтезируют из более простых клетки зеленых растений, используя энергию солнечного света. Этот тип энергетического обмена называют фототроф-ным. Некоторые организмы, например бактерии, используют в качестве энергетического ресурса неорганические вещества и обладают неоргано-трофным (или хемосинтетическим, литотрофным) типом энергетики. [c.407]

    Крахмал составляет по весу главную составную часть пищи человека (хлеб, картофель, крупы, овощи) —главный энергетический ресурс его организма. Содержание крахмала в некоторых видах богатых им пищевых продуктов таково мука — 74%, рис — 78%, хлеб белый — 51%, картофель— 16%. Уже во рту, под действием слюны, содержащей гидролитический фермент амилазу, начинается гидролиз крахмала. В кислой среде желудка гидролиз завершается расщеплением до глюкозы, которая из кишечника поступает в кровь и разносится током крови до каждой клетки, подвергаясь там ряду превращений (стр. 434), обусловливающих теплоту тела, энергию мускульной и мозговой работы человека и животного. В крови поддерживается довольно строго определенная концентрация глюкозы как значительный избыток, так и, особенно, недостаток ее гибельны для организма . Концентрация глюкозы регулируется действием гормонов. При повышении содержания глюкозы в крови избыток ее за счет специфического действия выделяемого поджелудочной железой гормона инсулина (белок, см. кн. 11) откладывается в печени и частично в мышцах в виде животного крахмала -глы/со-гена. Цечень может содержать до 20 вес.% гликогена. При недостатке глюкозы в крови часть гликогена печени гидролизуется в глюкозу и поступает в кровь (гормон глюкагон). Если деятельность поджелудочной железы нарушена и она не продуцирует инсулина, наступает сахарная болезнь —диабет, характеризующаяся повышенным содержанием глюкозы в крови. Организм вынужден тогда сбрасывать избыток глюкозы с мочой. Систематическое введение в кровь инсулина, выделенного из [c.447]

    Аминокислоты и белки также могут выступать в качестве энергетических ресурсов для прокариот. Их использование связано в первую очередь с определенными ферментативными преобразованиями подготовительного характера. Белки сначала вне клетки расщепляются про-теолитическими ферментами, катализирующими разрыв определенных пептидных связей, на отдельные фрагменты — пептиды, которые затем поглощаются клеткой и расщепляются внутриклеточными протеоли-тическими ферментами (пептидазами) до отдельных аминокислот. [c.360]

    Н+-антипортером для образования ApNa. В результате ApNa оказывается буфером АрН. Согласно этой концепции, бактерия аккумулирует /С+ и выбрасывает Na+ в условиях избытка энергетических ресурсов. Энергетический дефицит меняет направление ионных потоков снижается Аф, и К " начинает выходить из клетки, двигаясь по градиенту своей концентрации соответственно снижение АрН приводит к входу Na+ (р . 53). [c.209]

    Замена внутриклеточного Na+ на К" и наоборот вряд ли должна сильно сказаться на метаболизме и структуре клетки, поскольку свойства этих ионов во многом подобны, тем более что ни К" , ни Na+ прямо не участвуют в биохимических реакциях. Опыты по проверке гипотезы о AjiH-буфере показали, что бактерии действительно образуют Na+JK -градиенты при избытке энергии и используют их для совершения полезной работы при нехватке энергетических ресурсов. Наиболее существенны следующие наблюдения. [c.210]

    Столь большое число защитных механизмов, которые мы находим в ферментном каскаде, по-видимому, связано с важной ролью этого регуляторного процесса, его высокой эффективностью, а также с тем, что через систему циклических нуклеотидов действуют главным образом те гормоны и гормоноподобные вещества, которые стимулируют катаболизм веществ в клетке. Если бы не срабатывали механизмы защиты , то стимуляция синтеза цАМФ адреналином могла бы вызвать полное расщепление гликогена скелетных мышц всего за несколько минут. Так же быстро организм лишился бы жировых запасов. Быстрое сжигание энергетических ресурсов сопровождалось бы резким перегревом, многими другими явлениями, приводящими к тял[c.206]

    Расщепление исходного сырья, поступающего в клетку синтез новых молекул, потребных клетке именно сейчас обеспечение энергетических резервов наработка материала, который потребуется клетке, когда она приступит к делению и приготовится дать жизнь двум дочерним клеткам синтез информационных молекул в ядре. Все эти и множество других процессов протекают одновременно. Как же организовано в клетке распределение ее энергетических и материальных ресурсов Далее как обеспечивается транспорт в пределах мнкрорасстояний Каким образом вновь построенная белковая молекула от места синтеза перемещается к месту, где она нужна для работы Перемещается на расстояния, которые нередко в тысячи раз превышают ее размеры Что и как управляет этим процессом  [c.163]

    Вместе с тем хорошо известно, что благоприятный эффект влияния физических нагрузок будет тем значительнее и сохранится тем дольше, чем раньше они будут целенаправленно использоваться. Это связано с характером приспособительных изменений, возникаюших в организме в результате регулярных занятий физическими упражнениями, имеюш ими обш ую направленность с тенденциями онтогенеза. Выявлена ведуш ая роль мьплечной деятельности в реализации генетических программ развития человека. Показано, в частности, что степень активации генетического аппарата клетки находится в тесной зависимость от объема и интенсивности применяемых физических нагрузок. Двигательная активность в данньк условиях выступает в качестве основного фактора стимуляции адаптивного биосинтеза белка. Благодаря этому в период восстановления после физической нагрузки наблюдается не просто возвра-ш ение к исходному уровню, а сверхвосстановление энергетических и пластических ресурсов организма, что приводит не только к расширению рабочих возможностей, созданию благоприятных условий для роста и развития, но и увеличению продолжительности жизни (И.А.Аршавский, 1967, 1982). [c.386]

chem21.info

Топливно-энергетические ресурсы Возобновляемые и невозобновляемые энергетические ресурсы

Почти вся энергия поступает на поверхность Земли от Солнца, за исключением небольшого количества теплоты за счет радиоактивности земной коры, наличия раскаленного земного ядра, а также гравитационной энергии взаимодействия Земли с Луной и Солнцем. Но надо отметить, что основным энергетическим источником жизни на Земле является Солнце.

Под действием солнечных лучей хлорофилл растений разлагает углекислоту, поглощаемую из воздуха, на кислород и углерод. Последний накапливается в растениях. Уголь, газ, торф и т.д. – это запасы лучистой энергии Солнца. Энергия воды, ветра – также, в конечном счете, результаты солнечной активности: ветры возникают при неодинаковом нагревании Земли Солнцем, а вода, отдающая потенциальную энергию при падении, получает ее при испарении озер и океанов под действием солнечного света и ветра.

Растительная и животная жизнь образует цикл, который начинается с солнечного света, воды и углекислого газа и заканчивается водой, углекислым газом, теплом и механической энергией животных и человека. Все машины, работающие на нефтепродуктах, угле, ветре, движущейся воде, все животные и человек, потребляющие пищу, в конечном счете, получают свое «топливо» от Солнца.

Энергетические ресурсы– это материальные объекты, в которых сосредоточена энергия, пригодная для практического использования человеком.

Энергетическим ресурсом называют любой источник энергии, естественный или искусственно активированный. Энергетические ресурсы – носители энергии, которые используются в настоящее время или могут быть полезно использованы в перспективе.

Одна из классификаций природных ресурсов – классификация по признаку исчерпаемости, в соответствии с которой энергетические ресурсы разделяют на исчерпаемыеинеисчерпаемые(Рис.1.2). В свою очередь, исчерпаемые можно разделить навозобновляемые и невозобновляемые. К возобновляемым относят ресурсы, восстанавливаемые природой (земля, растения, животные и т.д.), к невозобновляемым - ресурсы, ранее накопленные в природе, но в новых геологических условиях практически не образующиеся (нефть, уголь и другие запасы недр). К неисчерпаемым относятся космические, климатические, водные ресурсы.

Из всех видов энергоресурсов энергия Солнца имеет особое значение. Все виды энергоресурсов есть результат естественных преобразований солнечной энергии. Уголь, нефть, природный газ, торф, горючие сланцы и дрова – это запасы лучистой энергии Солнца, извлеченные и преобразованные растениями. В процессе реакции фотосинтеза из неорганических элементов окружающей среды – воды Н2О и углекислого газа СО2– под воздействием солнечного света в растениях образуется органическое вещество, основным элементом которого является углерод С. В определенную геологическую эпоху на протяжении миллионов лет из отмерших растений под воздействием давления и температурного режима, которые, в свою очередь, являются результатом конкретного количества энергии Солнца, падающего на Землю, и образовались органические энергетические ресурсы, основу которых составляет углерод, ранее накопленный в растениях. Энергия воды также получается за счет солнечной энергии, испаряющей воду и поднимающей пар в высокие слои атмосферы. Ветер возникает за счет различной температуры нагревания Солнцем разных точек нашей планеты. Кроме того, непосредственно излучение Солнца, приходящееся на поверхность Земли, обладает огромным потенциалом энергии.

Рис. 1.2. Классификация природных ресурсов.

Как уже было сказано выше, образование органического топлива является результатом, с одной стороны, естественных преобразований солнечной энергии, а с другой, – результатом теплового, механического и биологического воздействия в течение многих столетий на останки растительного и животного мира, откладывавшиеся во всех геологических формациях. Все это топливо имеют углеродную основу, и энергия высвобождается из него, главным образом, в процессе образования диоксида углерода (СО2).

На рис. 1.3 представлен поток энергии и продуктов сгорания органического топлива при получении полезной энергии.

В современном природопользовании энергетические ресурсы классифицируют на три группы – участвующие в постоянном обороте и потоке энергии (солнечная, космическая энергия и т.д.), депонированные энергетические ресурсы (нефть, газ и т.д.) и искусственно активированные источники энергии (атомная и термоядерная энергии).

В экономике природопользования различают валовой, технический и экономический энергетические ресурсы.

Валовой (теоретический) ресурс представляет суммарную энергию, заключенную в данном виде энергоресурса.

Технический ресурс – это энергия, которая может быть получена из данного вида энергоресурса при существующем развитии науки и техники. Он составляет от доли процента до десятка процентов от валового, но постоянно увеличивается по мере усовершенствования энергетического оборудования и освоения новых технологий.

Экономический ресурс – энергия, получение которой из данного вида ресурса экономически выгодно при существующем соотношении цен на оборудование, материалы и рабочую силу. Он составляет некоторую долю от технического и тоже увеличивается по мере развития энергетики.

Энергетические ресурсы принято характеризовать числом лет, в течение которых данного ресурса хватит для производства энергии на современном качественном уровне. Из доклада комиссии Мирового энергетического совета (1994 г.) при современном уровне потребления запасов угля хватит на 250 лет, газа – на 60 лет, нефти – на 40 лет. При этом по данным Международного института прикладного системного анализа, мировой спрос на энергоносители вырастет с 9,2 млрд. т в пересчете на нефть (конец 1990-х гг.) до 14,2–24,8 млрд. т в 2050 году.

Доля различных видов энергетических ресурсов в общемировой выработке первичной энергии на начало 90-х годов представлена на рис. 1.4.

Мировые запасы энергетических ресурсов по состоянию на конец XXвека представлены в табл. 1.3.

Рис. 1.4. Доля различных видов энергетических ресурсов в общемировой выработке первичной энергии (1998 г.),%

studfiles.net

Энергетические и минеральные ресурсы

Мировое потребление энергии неуклонно растет. За период с 1970 по 1990 гг. использование энергии в величинах нефтяного эквивалента возросло с 5 до 8,8 млрд т. По прогнозам Мировой энергетической конференции, спрос на энергию к 2020 г. может увеличиться еще на 75%. Доминирующим источником энергии по-прежнему остается ископаемое топливо (рис.5.5).

Невозобновимые энергоресурсы. В табл. 5.5 сопоставлены запасы и современное потребление главных видов ископаемого топлива. Разведанные запасы почти на два порядка меньше геологической оценки их суммарного содержания в земной коре. Преобладающая масса содержится в рассеянных месторождениях горючих сланцев, где концентрация углеводородов ниже 3%. Реальные эксплуатационные запасы в 2-3 раза меньше разведанных.

Доступные запасы нефти и газа примерно на два порядка превышают их современное годовое извлечение, запасы угля - на три порядка. Другими словами, сравнивая цифры, относящиеся к оценке разведанных запасов наиболее доступных видов топлива (второй столбец цифр), с цифрами их современного потребления (третий столбец), можно назвать максимальное время, на которое этих запасов может хватить. Для подвижной нефти - это 65 лет, для газа - 44 года, для угля - 320 лет. Учитывая, что потребление продолжает расти, реальные значения должны быть заметно меньше. Однако решающее влияние на объем добычи топлива оказывает пока еще не конечность запасов, а растущий спрос и политика цен. Можно смело прогнозировать долговременную тенденцию роста мировых цен на основные виды топлива в XXI веке.

Рис. 5.5. Мировое потребление энергии (Медоуз и др., 1992)

Месторождения ископаемых топлив расположены неравномерно. По 1 /З потенциальных мировых запасов угля и газа и более 20% нефти находятся в России. Почти 35% нефти и около 17% газа сосредоточено на Среднем Востоке. Большими потенциалами угля, газа и нефти богата Северная Америка. Эти три региона располагают почти 70% разведанных мировых запасов ископаемого топлива.

Кроме ископаемого топлива в странах Азии, Африки и Южной Америки продолжается использование довольно большого количества растительного топлива, в основном древесины. Суммарное количество энергии, получаемое за счет ископаемых и современных биогенных энергоресурсов, составляет около 12,6 млрд т условного топлива в год.

Весь потенциал ископаемых топлив, отраженный в итоге первого столбца табл. 5.5, конечно, колоссален по масштабам человеческой энергетики, но его реальная доступность даже в будущем вряд ли превысит доли процента. А по масштабам земного бюджета солнечной энергии этот потенциал не так уж велик: он немного превышает 4-летний приток. Следует, однако, помнить, что земные запасы угля, нефти и газа сложились за несравненно большее время, минимум за 100-150 млн лет. Топливо, на образование которого когда-то уходило несколько тысяч лет, мы сегодня сжигаем за год.

Таблица 5.5

Потенциальные и используемые ресурсы горючих ископаемых мира* (млрд т условного топлива)

По данным Мировой энергетической конференции (МИРЭК) 1992 г., 1 т у.т. = 29,3 ГДж. Энергетические эквиваленты масс: 1 т угля - 28 ГДж; 1 т нефти - 43 ГДж; 1 т газа (1400 м3) - 52 ГДж. Приблизительно 0,8% данных по запасам и использованию твердого топлива относятся к торфу

На втором месте по значению в энергоресурсах техносферы стоит ядерное топливо, главным источником которого является ископаемый уран. Большая часть урана в литосфере сильно рассеяна. По данным Мировой энергетической конференции, общие рудные запасы урана составляют 20,4 млн т, в том числе разведанные - 3,3 млн т. Содержание урана в породах большинства месторождений, имеющих перспективное коммерческое значение, колеблется от 0,001 до 0,03%. Поэтому производится значительное рудное обогащение. Природный уран на 99,3% состоит из изотопа U-238 и содержит только 0,7% изотопа U-235, масса которого обладает способностью к самопроизвольной цепной реакции. Для промышленных целей производят изотопное обогащение урана с доведением содержания U-235 до 3%. Такой уран (в основном в виде 1)0э) используется в большинстве современных реакторов.

При расходовании 1 кг урана в активной зоне реактора выделяется в зависимости от физических условий до 65 ТДж теплоты. Это соответствует сжиганию 2300 т угля. Если в качестве перспективного ресурса принять разведанные запасы, то общее количество энергии, которое можно получить в реакторах на тепловых нейтронах, составит около 1000 ЭДж. Для реакторов-размножителей на быстрых нейтронах, использующих реакцию деления U-238 и нарабатывающих плутоний, этот потенциал может возрасти до 140000 ЭДж и в 2,5 раза превысит сумму разведанных запасов органических топлив. К сожалению, часть этого ресурса уже переведена

в оружейный плутоний и вместе с массами отработанных радионуклидов превратилась в потенциал колоссального экологического риска. Общее потребление урана всеми странами за 50 лет приблизилось к 1,5 млн т. Для этого понадобилось переработать не менее 10 млрд т горной массы.

В настоящее время в мире работает более 400 реакторов АЭС с суммарной тепловой мощностью около 1200 ГВт. Они потребляют за год около 60 тыс. т урана и вносят 10-процентный вклад в общее техногенное выделение теплоты.

Возобновимые энергоресурсы. Хотя использование невозобновимых энергоресурсов ископаемых топлив создает самые серьезные экономические и экологические проблемы, человек намного меньше использует возобновимые энергоресурсы. Не потому, что они меньше (они намного больше), а потому, что их колоссальная энергия непостоянна, распределена на больших пространствах, мало концентрирована и плохо поддается контролю. Сознавая мощь стихий, человек предпочитает бензобак, ружье, электропровод или лазерный луч, где энергия сжата, канализована и находится в его полной власти.

Еще в 1978 г. ООН было введено понятие «новые и возобновляемые источники энергии», включавшее гидроэнергию, солнечную, геотермальную, ветровую, энергию морских волн, приливов и океана, энергию биомассы древесины, древесного угля, торфа, тяглового скота, сланцев, битуминозных песчаников.

Геофизические ресурсы энергии очень велики. Только близкие к поверхности суши и океана перемещения воздушных и водных масс имеют мощность порядка 25 ПВт, что в 2000 раз больше топливной мощности техносферы. Принципиальное отличие этих ресурсов от топливных заключается в том, что их использование само по себе не сопровождается загрязнением среды и не может повлиять на суммарный тепловой баланс планеты. Однако это совсем не означает их экологической нейтральности: эти ресурсы не могут быть ощутимо затронуты без того, чтобы не наступили трудно предсказуемые изменения климата и географической среды.

Гидроэнергия стоит на первом месте среди возобновимых ресурсов техносферы. Теоретический потенциал материкового стока близок к 6 ТВт (190 ЭДж/год). Реальный гидроэнергетический потенциал всех рек мира оценивается в 2,9 ТВт. Фактически в настоящее время для выработки электроэнергии используется менее 1/4 этого потенциала. В мире работают десятки тысяч ГЭС с общей электрической мощностью 660 ГВт. Для их работы на реках созданы водохранилища, часто целые каскады водохранилищ. Поскольку возраст большинства гидроэнергетических узлов насчитывает несколько десятилетий, а срок их амортизации колеблется от 50 до 200 лет, можно предвидеть немало проблем, связанных с реконструкцией гидроузлов. На рост использования гидропотенциала уже сейчас накладывается ряд экономических и экологических ограничений.

Суммарная оценка мощности устойчивых ветров в нижних слоях атмосферы имеет порядок 5 ТВт. Технически возможный объем ветроэнергетики мал по сравнению с этой величиной (максимальная оценка для 2020 г. равна 288 ГВт) и вряд ли составит более 2% всей энергетики техносферы, хотя в отдельных странах эта доля может быть намного больше. Так, в Дании ветросиловые установки обеспечивают уже более 3,7% выработки электроэнергии. Общая установленная электрическая мощность ветроэнергетических установок промышленного типа в мире сейчас достигла 11 ГВт и, вероятно, будет увеличиваться.

Геотермальная энергия Земли, обусловленная гравитационной динамикой и радиоактивным распадом в недрах, в целом оценивается мощностью около 32 ТВт. Если бы ее выход к поверхности земли был равномерным (т.е. составлял 0,063 Вт/м2), то она была бы непригодна для использования. Однако значительные ее выходы локализованы в районах вулканической активности, где концентрация подземного тепла во много раз больше. По результатам обследования таких районов, геотермальные ресурсы мира, в принципе доступные для использования, оценены в 140 ГВт. При этом имеются в виду только геотермальные выходы, а не нагретые скальные породы. Освоены эти ресурсы пока еще мало. Общая установленная мощность ГеоТЭС в мире не превышает 1,5 ГВт.

Солнечная энергия по сравнению с другими видами энергии обладает исключительными свойствами: практически неисчерпаема, экологически чиста, управляема, а по величине в тысячи раз превосходит всю энергию других источников, которые может использовать человечество. Потенциал эксплуатационного ресурса солнечной энергии оценивается по мощности от 100 до 500 ТВт. Из-за малой плотности этой энергии техносфера потребляет ничтожную ее часть. Некоторое количество используется в пассивной форме - для создания благоприятного теплового режима в системах закрытого грунта. Эта форма использования, а также совершенствование технических средств теплового аккумулирования солнечной энергии и тепловых насосов имеет очень большую перспективу. Однако гелиоэнергетиков больше интересуют способы концентрирования солнечной энергии и ее прямое преобразование в электроэнергию. При этом решающее значение имеют такие факторы, как энергетическая освещенность, площадь улавливания, КПД преобразования и эффективность аккумулирования. Технический потенциал использования солнечной энергии оценивается в 500 ГВт. Общая мощность систем прямого преобразования солнечной энергии в настоящее время достигала 4 ГВт, в том числе наземных фотоэлектрических преобразователей - 100 МВт.

Данные по гидроэнергетике включают мощности других возобновимых (альтернативных) источников энергии. 1 ГВт соответствует 1076,4 тыс. т у.т. в год

Рис. 5.6. Стриктура энергетического баланса техносферы в 1995 г. (ГВт)

Общая структура использования энергоресурсов современной техносферы представлена на рис. 5.6. Относительный вклад различных энергоносителей в общее использование энергии характеризуется такими средними величинами: уголь - 27%, нефть - 34%, газ - 17%, гидроэнергия - 6%, ядерная энергия - 8,5%, прочие источники - 7,5%.

Электроэнергетика занимает в настоящее время более 25% энергобаланса техносферы: 3520 ГВт идут на выработку электроэнергии и попутного тепла, причем более 55% теряется в процессе преобразования, а выработанные 1580 ГВт распределяются между электроэнергией и полезным теплом в' соотношении 2:1. Доля электроэнергии в конечном потреблении составляет 9,7%.

Остальная суммарная мощность сжигания топлив в различных процессах превышает 9,2 ТВт. Почти половина этой мощности обеспечивается нефтью и нефтепродуктами, на втором месте уголь (24%), затем следует газ (18%) и некоммерческое растительное топливо (10%). В конечном потреблении эксплуатационной мощности первое место занимает производство (46%), второе - коммунальное хозяйство вместе со сферами обслуживания, управления и коммерции (37%) и третье - транспорт (17%). Суммарный КПД энергетики техносферы равен 30%. Энергетическая мощность современной техносферы по величине приблизительно равна 6% продукционной мощности биосферы (по энергии первичной брутто-продукции) и обладает таким же КПД, но использует во много раз более концентрированные и «грязные» источники.

Усредненная глобальная картина складывается из очень различных энергетик разных стран и регионов. Диапазон различий плотности энергетических потоков (относительно площади или населения разных территорий, стран) очень велик: почти от 0 до 2 МВт/км2 (Бельгия) и от 0,5 до 18 МВт на человека (США). Обеспеченность энергией тесно коррелирует с уровнем жизни населения разных стран. Резко различается и качественная структура энергетик: от преобладания растительного сырья в топливном балансе до 65-процентной доли в балансе электроэнергии, получаемой в основном на ГЭС (Норвегия).

В XX в. технический прогресс сопровождался стремительным ростом энергоемкости различных нужд человека и в настоящее время в развитых странах, несмотря на идеологию и практику энергосбережения, люди буквально купаются в энергии. За 100 лет удельные затраты энергии на кондиционирование среды и приготовление пищи увеличились в 8-10 раз, на перемещение (1 человеке- или тонно-километр) - в 15-20 раз.

Известно, к каким глубоким изменениям в мировой экономике привели энергетический кризис 70-х годов и повышение цен на нефть. Резко изменилось отношение темпов прироста потребления энергии и валовых национальных продуктов (ВНП). С 1970 по 1985 г. энергоемкость ВНП США снизилась на 71%, Франции - на 70%, Великобритании - на 72%, Японии - на 78%. Это, однако, не означало снижения потребления энергии. Оно продолжало расти.

В этой исторической ситуации наша экономика оказалась менее эластичной: энергоемкость национального дохода СССР за тот же период снизилась только на 15%. В результате в середине 80-х годов на единицу национального дохода мы тратили топливных ресурсов в 4,5 раза больше, чем США, и в 6 раз больше, чем Япония. Правда, значительная часть этой разницы неизбежна и обусловлена климатическими условиями России - самой холодной из обитаемых стран. (Жесткость климата эффективной территории Финляндии, Норвегии, Исландии, Канады меньше, чем России).

Энергетика России по количественным параметрам достигла максимума в 1986 г. За последующие 10 лет большинство количественных показателей существенно снизились. В 1996 г. выработано 847 млрд кВт "ч электроэнергии и отпущено потребителям 1321 млрд Гкал тепловой энергии. В общем производстве первичных энергоресурсов доля газа составила 50%, нефти - 31%, угля - 13%, электроэнергии, выработанной на атомных и гидроэлектростанциях, - 6%. Хотя объем добычи ископаемого топлива снижается, оно продолжает играть решающую роль в производстве электрической и тепловой энергии.

Минеральные ресурсы. Только кислород, кремний и еще семь химических элементов составляют 99% массы континентальной земной коры. Средняя концентрация остальных элементов очень мала, но некоторые из них образуют скопления в виде рудных месторождений.

К распространенным металлам, необходимым в первую очередь для металлургии, относятся только алюминий, железо, магний, титан и марганец. Остальные металлы считаются геохимически редкими.

Важнейшим для экономики минеральным ресурсом является железная руда. Всего в мире ежегодно добывается около 1 млрд т железной руды. По добыче железной руды Россия занимает четвертое место после Китая, Бразилии и Австралии. Мировые разведанные запасы железной руды оцениваются примерно в 200 млрд т, которых хватит примерно на 200 лет. Рудное сырье добывается в основном двумя способами: открытым и подземным. Открытый способ экологически неприемлем: связан с образованием большого объема отходов пустой породы и нарушением огромных земельных площадей. Вообще функционирование металлургического комплекса сопряжено с образованием огромного объема отходов на всех стадиях - от сырья до готовой продукции.

Предприятия металлургии выплавляют около 1 млрд т различных металлов в год, и этой массе соответствует почти 7-кратное количество необогащенных руд, для добычи которых приходится извлекать еще на порядок большую массу горных пород и грунтов. К этому добавляется большая энергоемкость добывающих и металлургических производств.

Рис. 5.7. Выплавка стали в отдельных странах мира (млн т, 1995)

Во всем мире ежегодно выплавляется около 800 млн т стали (рис. 5.7). Россия производит около 7,5 % от мирового объема. Однако устаревшие технологии производства стали поставляют в окружающую среду огромное количество отходов. До сих пор в России 40% стали выплавляется в мартенах, тогда как в США - 3%, а в Великобритании, Франции, Италии, Японии, ФРГ этот способ вообще не применяется.

Распространенность редких металлов в земной коре настолько мала, что для рентабельной добычи необходимо многократное превышение их концентрации в месторождениях над средним содержанием. Для ряда редких металлов существует реальная опасность исчерпания наиболее рентабельных месторождений.

Техносфера играет роль мощного концентратора редких металлов в пространстве биосферы. Многие из этих элементов и их соединений являются сильными ядами.

Неметаллические полезные ископаемые и нерудное минеральное сырье составляет еще большую массу веществ и материалов, используемых в техносфере. Примерно 1/3 их составляет сырье для химической промышленности и производства минеральных удобрений, а 2/3 - строительные материалы.

Потребление минеральных удобрений, самых главных из них - фосфорных, калийных и азотных, применяемых обычно в соотношении 1:1,5:3, - неуклонно растет. За 30 лет с 1960 по 1990 гг. их мировое производство увеличилось в 5 раз - с 45 до 230 млн т в год. Источником фосфатов являются месторождения апатитов, фосфоритов и других фосфатных минералов, большая часть которых представляет собой преобразованные морские отложения. Меньшее количество концентрируется в апатитах изверженных горных пород, как у нас на Кольском полуострове. Распространенность фосфора в литосфере довольно велика: около 0,08%. Сумма разведанных мировых запасов фосфора близка к 45 млрд т. Из обогащенного апатита производится главное фосфорное удобрение - суперфосфат. Калий является широко распространенным элементом (1,7% в земной коре) и концентрируется в месторождениях калийных солей морского происхождения, в основном в виде хлорида кальция или в смеси с хлоридами натрия и магния. Эксплуатационные запасы калия превышают 60 млрд т. Ресурс азота практически неисчерпаем, поскольку для производства аммиака, а затем и других соединений используется азот воздуха.

Важным сырьем для ряда процессов крупнотоннажной химии, в частности для производства минеральных удобрений и пестицидов, является сера. Распространенность серы в земной коре равна 0,09%. Приблизительно 30% потребности в сере покрывается за счет месторождений самородной (элементарной) серы вулканического происхождения или скоплений, возникших в результате деятельности серобактерий. Эти запасы невелики по сравнению с темпом их исчерпания. Из других источников наиболее важны: природный газ с высоким содержанием H;S; сульфидные руды и колчеданы, из которых серу получают в качестве побочного продукта; огромны запасы сульфатов морского происхождения. Мировое производство серы из всех источников приближается к 70 млн т в год. Из других видов минерального сырья для неорганической химии важны большие запасы хлоридов и сульфатов натрия, магния и кальция, содержащиеся в скоплениях морских эвапоритов.

Строительные материалы - это самая большая по массе и объему группа веществ, извлекаемых для нужд техносферы. Часть из них используется в том виде, в каком добывается, подвергаясь лишь механической обработке. Это бутовый и дробленый строительный камень, песок, гравий. Вторую группу составляют материалы, подвергаемые химической и термической обработке, - глины для производства кирпича и керамики, известняки, доломиты, гипс и другие нерудные материалы для производства цемента, штукатурки, бетонов, стекла, а также слюда и асбест. Месторождения этих материалов широко распространены, запасы велики, ежегодная мировая добыча близка к 4 млрд т.

Россия обеспечивает себя практически всеми видами минеральных ресурсов. По минеральным ресурсам это самая богатая страна мира. Для большинства важнейших ископаемых существует высокий относительный уровень обеспеченности текущей добычи и высокая потенциальная ценность (табл. 5.7). Экологические аспекты использования минеральных ресурсов связаны с проблемами загрязнения окружающей среды и с его влиянием на экономику природопользования.

Таблица 5.7

Потенциальная ценность запасов полезных ископаемых России

Похожие статьи:

poznayka.org

Смотрите также

• 
  Умный горшок для растений
• 
  Фото растения волчье лыко
• 
  Иван чай описание растения
• 
  Иван чай описание растения
• 
  Волчье лыко фото растения
• 
  Растение след белого человека
• 
  След белого человека растение
• 
  Псилофиты первые наземные растения
• 
  Первые наземные растения псилофиты
• 
  Растения для сухого ручья
• 
  Горчица как выглядит растение