Периоды развития энергетики. Для перечисленных ступеней развития энергетики ха­рактерен некоторый количественный показатель, свойст­венный каждому из отдельных форм энергии

Для перечисленных ступеней развития энергетики ха­рактерен некоторый количественный показатель, свойст­венный каждому из отдельных форм энергии. Таким пока­зателем является удельная весовая энергоемкость носителя энергии, выражаемая отношением количества механической работы к единице веса энер­гоносителя, т. е. в Дж/кг.

Для живых двигателей подоб­ный показатель неприменим вследствие особых форм восполняемости живого энергоносителя за счет биологической энергии. Тем не менее, в отдельных случаях в косвенной форме энергоемкость живых двигателей может быть ус­пешно привлечена для оценки исторических ступеней раз­вития энергетики. Так, например, если для современного океанского судна водоизмещением 80 000 т привлечь в качестве двигателя людей, как это делалось в античном мире, то для необходимой мощности 70 000 л. с. потребуется свыше 2 млн. гребцов. Вес этих гребцов без багажа и запасов продовольствия в не­сколько раз превысит вес самого судна.

Что касается энергоносителей неживой природы, то здесь показатель удельной энергоемкости выражается до­статочно точными цифрами и позволяет не только объяс­нить исторические факты, но и сделать прогнозы на бу­дущее.

Носитель гидроэнергии − вода − располагает запасом энергии в зависимости от возможной высоты падения. Так, 1 кг воды при падении, к примеру, с высоты 100м может располагать работой в 981Дж/кг (F=m∙ g=1∙ 9, 81=9, 81H; A=F∙ l = = 9, 81∙ 100=981 Дж). Еще меньшей энергоемкостью обладает носитель ветровой энергии − воздух, энергоемкость которого к то­му же постоянно и бессистемно изменяется в зависимости от скорости ветра.

Носитель тепловой энергии − топливо − обладает весьма высокой энергоемкостью. Так теплота сгорания углеводородного топлива в среднем составляет 30 МДж/кг (30000000 Дж/кг). Даже если учесть, что КПД тепловых установок в среднем примерно в 3 раза ниже, чем гидравлических, высокая энергоемкость горючего дает вы­ход практически реализуемой энергии в десятки тысяч раз больший, чем энергоемкость воды.

Энергоемкость электрической энергии является поня­тием несколько условным, поскольку эта энергия вторич­ная, преобразуемая из других видов энергии. Во всех слу­чаях получения электроэнергии ее количество, относимое к весу генерирующего устройства (паротурбогенератор, дизельгенератор, гидрогенератор, гальваническая или аккумуляторная батарея), незначительно. Поэтому с пози­ций удельной энергоемкости электрическая энергия не иг­рает такой роли, как тепловая. Тепловая энергия в силу высокой энергоемкости топлива является монопольной для водного и воздушного транспорта и преобладающей для наземного.

Использование ядерной энергетики с позиций удельной энергоемкости, безусловно, знаменует громадный скачок к новой качественной ступени развития энергетики. Исчисленная удельная энергоемкость ядерного горючего выражается в среднем в 10¹³ Дж /кг, что в миллионы раз превышает среднюю энергоемкость обычного горючего.

Отсюда вытекает ряд новых качеств исключительной значимости. Тысячи вагонов угля, потребляемого ежегодно тепловой электростанцией, могут быть заменены несколь­кими десятками килограммов ядерного горючего, и, таким образом, энергоемкий и дорогостоящий транспорт больших количеств топлива может быть практически исключен.