Повышение разряда сварщик: Оформим удостоверение электрогазосварщика с протоколом и талоном ПТМ

Educ. Страница карьеры

Скачать эту статью в формате PDF

Электронная почта AWS

Специальный отчет Американского общества сварки

CryoGas International изучает множество способов использования промышленной газовой промышленности работает с водой.Спрос на сложные подводные процедуры и технологий растет, движимая глубоководными разработками нефти и газа а также развитием и ремонтом морской инфраструктуры по всему миру. В этой статье Американское общество сварщиков (AWS) рассматривает карьеры при подводной сварке.

Для потенциальных подводных сварщиков-водолазов, Подкомитет Американского общества сварщиков Подводная сварка дает ответы на девять часто задаваемых вопросов в разделе «Принимая во внимание Плунге: Руководство по началу карьеры сварщика под водой »(авторское право © AWS).Эта статья резюмирует этот отчет.

Эта статья подготовлена ​​D3B Американского общества сварщиков. Подкомитет по подводной сварке.

1. Какие навыки необходимы для работы в области подводной сварки?

• Сварщик-водолаз — сертифицированный сварщик и коммерческий водолаз, способный выполнять задачи, связанные с коммерческими подводными работами, установка и подготовка сварных швов, и кто имеет возможность выполнять сварку в соответствии с AWS D3.6M, Кодекс по подводной сварке, мокрой или сухой, и выполнять другие действия, связанные со сваркой.

• Большинство работ выполняет средний сварщик-водолаз включает в себя выполнение задач, которые предшествуют фактическим сварочным работам и следуют за ними. В большинстве случаев сварщик-водолаз должен обладать как сертифицированными навыками сварщика, так и коммерческими навыками. навыки дайвинга.

  Если сварщик не имеет предыдущего опыта коммерческого дайвинга, посещение признанного коммерческого школа дайвинга обязательна. Ожидайте начать свою карьеру в качестве тендера дайвера (ученик дайвер). Среднее время, которое занимает этот этап для большинства кандидатов, составляет два года. Самый дайвинг подрядчикам потребуется, чтобы вы приобрели достаточные навыки работы с мокрой и / или сухой подводной водой сварка пройти квалификационные испытания и быть аттестована в соответствии с требованиями AWS D3.6M, Правила подводной сварки.

• Мы рекомендуем спецификации, описанные в AWS D3.6M в качестве справочного материала для процедуры сварки и квалификации сварщика. Если вы уже сертифицированы как «коммерческий водолаз» — связаться с компаниями, предлагающими услуги подводной сварки, и обучить их требованиям. Подводная сварка — это навык, которым вы должны овладеть, когда приобретете базовые навыки коммерческого дайвинга.

  Если вы сертифицированы как «аквалангист» (например, NAUI, PADI и т. Д.), Обратите внимание, что спортивное обучение дайвингу не включает безопасное использование коммерческого водолазного оборудования, коммерческую рабочую среду / безопасность на море, и другое образование, рекомендованное консенсусными стандартами Ассоциации дайвинг-подрядчиков для Коммерческие водолазные работы.

• Нет возрастных ограничений для профессиональных сварщиков-водолазов, но рекомендуется и обычно требуется, чтобы все коммерческие дайверы проходили ежегодный медосмотр.

• Существует ряд процедур для дайвинга, которые служат различные типы подводных промышленных требований, каждый из которых имеет свою подводную сварку потребности. Как и во многих других профессиях, доступность работы зависит от спроса и предложения, экономики данной отрасли, можете ли вы переехать за пределы своего места жительства (в том числе за границу), какие другие связанные с этим навыки, помимо дайвинга, сварки и т. д.

• Заработная плата сварщиков-водолазов разная, от 100 000 до 200 000 долларов в год. Большинство сварщиков-водолазов получают зарплату по каждому проекту. базис и заработная плата зависят от тех же переменных, что и наличие работы. Кроме того, другие факторы такие как глубина, метод погружения и условия дайвинга влияют на размер оплаты труда.

• Квалификация сварщика-водолаза варьируется в зависимости от проекта проэктировать.Обладая навыками, обычными для подводных сварочных работ, в дополнение к сварка и дайвинг, рекомендуются. Эти навыки включают: подводную резку; слесарь и такелаж; контроль и неразрушающий контроль; составление; и подводная фотография. Самый желанный подводные сварщики-водолазы имеют квалификацию, чтобы помочь подрядчику по подводному плаванию в предварительном планировании работы; быть способным вырезать, чистить, оснастить, установить и подогнать секции, которые они будут сваривать; и работать с ответственным персоналом для проверки выполненных сварных швов.Рекомендуется формальное обучение и поддержание квалификации. важный.

• Есть несколько возможностей карьерного роста для опытных сварщиков-водолазов. Промышленность требовала и будет требовать более высоких стандартов качества для подводных сварных швов и др. сертификации систем подводной сварки и персонала.Эти требования заставят специалистов по подводной сварке соответствовать более сложным техническим требованиям. стандарты безопасности, критерии сварки, методы контроля, факторы окружающей среды и другие соображения. Многие сварщики-водолазы становятся инженерами, инструкторами и руководителями водолазных работ. и суперинтенданты занимают руководящие должности, получают квалификацию AWS Certified Welding Inspectors (CWI), и выступать в качестве консультантов по подводным сварочным работам и другим смежным областям.

Пожалуйста, обратите внимание: ответы на вопросы, представленные в статье, не являются рекомендуемой практикой или одобрением каких-либо окончательных средств продолжения подводной сварки как профессии.

Для получения дополнительной информации о карьере сварщика или о новом Кодексе по подводной сварке D3. 6M: 2010, посетите веб-сайт AWS по адресу www.aws.org или позвоните по телефону 305-443-9353.

© 2011 Американское общество сварки
550 LeJeune Rd., Майами, Флорида, США 33126
Тел. 305-443-9353 • Факс 305-648-1655
www.aws.org
электронная почта: [email protected]

Энергоснабжение, мир, совокупные ресурсы, с помощью которых страны мира пытаются удовлетворить свои потребности в энергии. Энергия — основа индустриальной цивилизации; без энергии современная жизнь перестала бы существовать. В 1970-е годы мир начал болезненную адаптацию к уязвимости энергоснабжения.В долгосрочной перспективе сохранение энергоресурсов может предоставить время, необходимое для разработки новых источников энергии, таких как водородные топливные элементы, или для дальнейшего развития альтернативных источников энергии, таких как солнечная энергия и энергия ветра. Однако пока это происходит, мир будет по-прежнему уязвим для перебоев с поставками нефти, которая после Второй мировой войны (1939-1945 гг.) Стала самым популярным источником энергии.

Древесина была первым и на протяжении большей части истории человечества основным источником энергии.Он был легко доступен, потому что во многих частях мира росли обширные леса, а количество дров, необходимых для отопления и приготовления пищи, было относительно скромным. Некоторые другие источники энергии, обнаруженные только в определенных районах, также использовались в древние времена: асфальт, уголь и торф из поверхностных отложений и нефть из просачиваемых подземных отложений.

Ситуация изменилась, когда в средние века начали использовать древесину для производства древесного угля. Древесный уголь нагревали с металлической рудой, чтобы разрушить химические соединения и освободить металл. Поскольку леса вырубались, а запасы древесины истощались с началом промышленной революции в середине 18 века, древесный уголь был заменен коксом (полученным из угля) при восстановлении руды. Уголь, который также начал использоваться для привода паровых двигателей, стал доминирующим источником энергии в ходе промышленной революции.

Хотя на протяжении веков нефть (также известная как сырая нефть) использовалась в небольших количествах для таких разнообразных целей, как медицина и уплотнение судов, современная нефтяная эра началась, когда в 1859 году в Пенсильвании была введена в эксплуатацию коммерческая скважина.Нефтяная промышленность в Соединенных Штатах быстро развивалась по мере появления нефтеперерабатывающих заводов, производящих нефтепродукты из сырой нефти. Вскоре нефтяные компании начали экспортировать свой основной продукт — керосин, используемый для освещения, во все регионы мира. Развитие двигателя внутреннего сгорания и автомобиля в конце 19 века создало новый огромный рынок для другого важного продукта — бензина. Третий крупный продукт, тяжелая нефть, стал заменять уголь на некоторых энергетических рынках после Второй мировой войны.

Крупные нефтяные компании, базирующиеся в основном в Соединенных Штатах, первоначально обнаружили крупные запасы нефти в Соединенных Штатах.В результате нефтяные компании из других стран, особенно из Великобритании, Нидерландов и Франции, начали искать нефть во многих частях мира, особенно на Ближнем Востоке. Англичане ввели в эксплуатацию первое месторождение там (в Иране) незадолго до Первой мировой войны (1914-1918). Во время Первой мировой войны нефтяная промышленность США производила две трети мировых запасов нефти из внутренних источников и импортировала еще одну шестую из Мексики. Однако в конце войны и до открытия продуктивных месторождений в Восточном Техасе в 1930 году Соединенные Штаты, запасы которых были истощены войной, на несколько лет стали нетто-импортером нефти.

В течение следующих трех десятилетий при периодической федеральной поддержке нефтяные компании США добились огромных успехов в расширении своей деятельности в остальном мире. К 1955 году пять основных нефтяных компаний США производили две трети нефти для мирового нефтяного рынка (не включая Северную Америку и советский блок). Две британские компании производили почти одну треть мировых запасов нефти, а французы — лишь одну пятидесятую. Следующие 15 лет были периодом безмятежности для энергоснабжения.Семь крупных нефтяных компаний США и Великобритании поставляли в мир все большее количество дешевой нефти. Мировая цена составляла около доллара за баррель, и в это время Соединенные Штаты были в значительной степени самодостаточными, а их импорт ограничивался квотой.

Две серии событий совпали, превратив эти надежные поставки дешевой нефти в ненадежные поставки дорогой нефти. В 1960 году, разгневанные односторонним снижением цен на нефть семью крупными нефтяными компаниями, правительства основных стран-экспортеров нефти сформировали Организацию стран-экспортеров нефти (ОПЕК). Целью ОПЕК было предотвратить дальнейшее снижение цен, которые страны-члены Венесуэла и четыре страны Персидского залива получали за нефть. Им это удалось, но в течение десяти лет они не могли поднять цены. Между тем, рост потребления нефти во всем мире, особенно в Европе и Японии, где нефть вытеснил уголь в качестве основного источника энергии, вызвал колоссальный рост спроса на нефтепродукты.

1973 год положил конец эре безопасной и дешевой нефти.В октябре в результате арабо-израильской войны арабские нефтедобывающие страны сократили добычу нефти и наложили эмбарго на поставки нефти в США и Нидерланды. Хотя арабские сокращения представляли потерю менее 7 процентов мирового предложения, они вызвали панику со стороны нефтяных компаний, потребителей, нефтетрейдеров и некоторых правительств. Бурные торги на сырую нефть начались, когда несколько стран-производителей начали продавать часть своей нефти с аукциона. Эти торги побудили страны ОПЕК, которых сейчас насчитывается 13, поднять цены на всю свою сырую нефть до уровня в восемь раз выше, чем несколько лет назад. Мировая нефтяная сцена постепенно успокоилась, поскольку мировой экономический спад, частично вызванный повышением цен на нефть, снизил спрос на нефть. Тем временем правительства большинства стран ОПЕК взяли в свои руки нефтяные месторождения в своих странах.

В 1978 году начался второй нефтяной кризис, когда в результате революции, которая в конечном итоге свергнула иранского шаха с трона, иранская добыча нефти и экспорт резко упали. Поскольку Иран был крупным экспортером, потребители снова запаниковали.Воспроизведение событий 1973 года вместе с дикими торгами снова привело к росту цен на нефть в 1979 году. Начало войны между Ираном и Ираком в 1980 году дало дальнейший толчок ценам на нефть. К концу 1980 года цена на сырую нефть в 19 раз превышала цену всего десятью годами ранее.

Очень высокие цены на нефть снова способствовали мировой рецессии и дали большой толчок энергосбережению. Когда спрос на нефть снизился, а предложение увеличилось, мировой рынок нефти резко упал. Значительное увеличение поставок нефти из стран, не входящих в ОПЕК, например в Северное море, Мексику, Бразилию, Египет, Китай и Индию, привело к еще большему снижению цен на нефть.К 1989 году добыча в Советском Союзе достигла 11,42 миллиона баррелей в день, что составляет 19,2 процента мировой добычи в том году.

Несмотря на низкие мировые цены на нефть, которые преобладали с 1986 года, беспокойство по поводу сбоев по-прежнему оставалось основным направлением энергетической политики в промышленно развитых странах. Кратковременное повышение цен после вторжения Ирака в Кувейт в 1990 году усилило эту озабоченность. Благодаря своим огромным запасам Ближний Восток останется основным источником нефти в обозримом будущем.Однако новые открытия в регионе Каспийского моря позволяют предположить, что такие страны, как Казахстан, могут стать основными источниками нефти в 21 веке.

В 1990-е годы добыча нефти странами, не входящими в ОПЕК, оставалась высокой, а добыча странами ОПЕК восстановилась. В результате в конце 20-го века мировой профицит нефти и цены (с поправкой на инфляцию) были ниже, чем в 1972 году.

Эксперты не уверены в будущих поставках и ценах на нефть. Низкие цены стимулировали рост потребления нефти, и эксперты задаются вопросом, как долго мировые запасы нефти смогут поддерживать растущий спрос.Многие ведущие мировые геологи-нефтяники считают, что мировые поставки нефти достигнут пика примерно в 80 миллионов баррелей в день в период с 2010 по 2020 год (в 1998 году мировое потребление составляло примерно 70 миллионов баррелей в день). С другой стороны, многие экономисты полагают, что даже скромно. более высокие цены на нефть могут привести к увеличению предложения, поскольку у нефтяных компаний появится экономический стимул к разработке менее доступных нефтяных месторождений.

Природный газ может все шире использоваться вместо нефти в таких областях, как производство электроэнергии и транспорт.Одна из причин заключается в том, что мировые запасы природного газа с 1976 года увеличились вдвое, отчасти из-за открытия крупных залежей природного газа в России и на Ближнем Востоке. Строятся новые объекты и трубопроводы, которые помогут перерабатывать и транспортировать этот природный газ от добывающих скважин к потребителям.

Нефть (сырая нефть) и природный газ находятся в промышленных количествах в осадочных бассейнах более чем 50 стран во всех частях мира.Самые большие месторождения находятся на Ближнем Востоке, где сосредоточено более половины известных запасов нефти и почти треть известных запасов природного газа. Соединенные Штаты содержат только около 2 процентов известных запасов нефти и 3 процента известных запасов природного газа.

Геологи и другие ученые разработали методы, указывающие на возможность обнаружения нефти или газа глубоко под землей. Эти методы включают аэрофотосъемку особых элементов поверхности, рассылку ударных волн через землю и их отражение в инструменты, а также измерение силы тяжести и магнитного поля Земли с помощью чувствительных измерителей.Тем не менее, единственный способ найти нефть или газ — это просверлить отверстие в резервуаре. В некоторых случаях нефтяные компании тратят многие миллионы долларов на бурение в перспективных районах только для того, чтобы найти сухие скважины. Долгое время большинство скважин пробурили на суше, но после Второй мировой войны бурение началось на мелководье с платформ, поддерживаемых опорами, которые опирались на морское дно. Позже были разработаны плавучие платформы, которые могли бурить на глубине 1000 м (3300 футов) и более. Крупные месторождения нефти и газа были обнаружены на шельфе: в США, в основном у побережья Мексиканского залива; в Европе, прежде всего в Северном море; в России — в Баренцевом и Карском морях; и у берегов Ньюфаундленда и Бразилии.Большинство крупных находок в будущем может быть на шельфе.

Поскольку сырая нефть или природный газ добываются на нефтяном или газовом месторождении, давление в пласте, которое выталкивает материал на поверхность, постепенно снижается. В конце концов, давление упадет настолько, что оставшаяся нефть или газ не переместятся через пористую породу в скважину. Когда эта точка будет достигнута, большая часть газа на газовом месторождении будет добыта, но будет извлечено менее одной трети нефти. Часть оставшейся нефти может быть извлечена путем использования воды или углекислого газа для проталкивания нефти в скважину, но даже в этом случае от четверти до половины нефти обычно остается в пласте.Пытаясь извлечь эту оставшуюся нефть, нефтяные компании начали использовать химические вещества, чтобы протолкнуть нефть в скважину, или использовать огонь или пар в пласте, чтобы облегчить течение нефти. Новые методы, которые позволяют операторам бурить как горизонтально, так и вертикально, в очень глубокие структуры, резко снизили стоимость поиска запасов природного газа и нефти.

Сырая нефть транспортируется на нефтеперерабатывающие заводы по трубопроводам, баржам или гигантским океанским танкерам. Нефтеперерабатывающие заводы содержат ряд технологических установок, которые разделяют различные составляющие сырой нефти, нагревая их до разных температур, химически модифицируя их, а затем смешивая для получения конечных продуктов.Эти конечные продукты представляют собой, в основном, бензин, керосин, дизельное топливо, топливо для реактивных двигателей, мазут для отопления дома, мазут, смазочные материалы и сырье или исходные материалы для нефтехимии.

Природный газ транспортируется, обычно по трубопроводам, потребителям, которые сжигают его в качестве топлива или, в некоторых случаях, производят нефтехимические продукты из химических веществ, извлеченных из него или очищенных от него. Природный газ можно сжижать при очень низких температурах и перевозить на специальных судах. Этот метод намного дороже, чем транспортировка нефти танкером.Нефть и природный газ конкурируют на нескольких рынках, особенно в производстве тепла для домов, офисов, фабрик и производственных процессов.

На первых порах нефтяная промышленность вызывала значительное загрязнение окружающей среды. Однако с годами, под двойным влиянием усовершенствованных технологий и более строгих правил, он стал намного чище. Стоки с нефтеперерабатывающих заводов значительно сократились, и, хотя выбросы из скважин все еще происходят, новые технологии, как правило, делают их относительно редкими.С другой стороны, следить за океаном намного сложнее. Морские суда по-прежнему являются основным источником разливов нефти. В 1990 году Конгресс Соединенных Штатов принял закон, требующий, чтобы танкеры к концу десятилетия имели двойной корпус.

Еще одним источником загрязнения, связанным с нефтяной промышленностью, является сера в сырой нефти. Постановления национальных и местных органов власти ограничивают количество диоксида серы, которое может сбрасываться предприятиями и коммунальными предприятиями, сжигающими мазут.Однако, поскольку удаление серы является дорогостоящим процессом, правила по-прежнему разрешают выброс некоторого количества диоксида серы в воздух.

Многие ученые считают, что еще одна потенциальная экологическая проблема, связанная с переработкой и сжиганием большого количества нефти и других ископаемых видов топлива (таких как уголь и природный газ), возникает, когда диоксид углерода (побочный продукт сжигания ископаемого топлива), метан (который существует в природном газе, а также является побочным продуктом переработки нефти), и другие побочные газы накапливаются в атмосфере.Эти газы известны как парниковые газы, потому что они улавливают часть энергии Солнца, которая проникает в атмосферу Земли. Эта энергия, захваченная в виде тепла, поддерживает температуру Земли, благоприятную для жизни. Определенное количество парниковых газов естественным образом присутствует в атмосфере. Однако огромное количество нефти, угля и других ископаемых видов топлива, сожженных во время быстрой индустриализации мира за последние 200 лет, является источником более высоких уровней двуокиси углерода в атмосфере.За этот период эти уровни увеличились примерно на 28 процентов. Это увеличение содержания углекислого газа в атмосфере в сочетании с продолжающейся потерей мировых лесов (которые поглощают углекислый газ) заставило многих ученых предсказать повышение глобальной температуры. Это повышение глобальной температуры может нарушить погодные условия, нарушить океанские течения, привести к более сильным штормам и создать другие экологические проблемы. В 1992 году представители более 150 стран собрались в Рио-де-Жанейро, Бразилия, и пришли к согласию о необходимости сокращения мировых выбросов парниковых газов.В 1997 году всемирные делегации снова собрались, на этот раз в Киото, Япония. Во время встречи в Киото представители 160 стран подписали соглашение, известное как Протокол Киото, согласно которому 38 промышленно развитых стран должны будут ограничить выбросы парниковых газов до уровней, которые в среднем на 5 процентов ниже уровней выбросов 1990 года. выбросы ископаемого топлива для достижения этих уровней, промышленно развитые страны должны будут изменить структуру своей энергетики в сторону источников энергии, которые не производят столько углекислого газа, таких как природный газ, или альтернативных источников энергии, таких как гидроэлектроэнергия, солнечная энергия энергия ветра или ядерная энергия.В то время как правительства одних промышленно развитых стран ратифицировали Киотский протокол, другие — нет, в том числе и США.

Горючие сланцы, месторождения тяжелой нефти и битуминозные пески являются наиболее распространенными формами нефти в мире. Запасы этих источников во много раз превышают общие известные мировые запасы сырой нефти. Однако из-за высокой стоимости преобразования сланцевого масла и битуминозных песков в пригодные для использования нефтепродукты лишь небольшой процент доступного материала перерабатывается в промышленных масштабах.Промышленность по производству нефтепродуктов из битуминозных песков была создана в Канаде, и Венесуэла изучает перспективы разработки огромных запасов битуминозных песков в бассейне реки Ориноко. Тем не менее, количество нефтепродуктов, производимых из этих двух видов сырья, невелико по сравнению с общим объемом добычи традиционной сырой нефти. До тех пор, пока мировые цены на нефть не вырастут, количество нефти, производимой из горючего сланца и битуминозных песков, вероятно, останется небольшим по сравнению с производством традиционной сырой нефти.

Уголь — это общий термин, обозначающий широкий спектр твердых материалов с высоким содержанием углерода. Большая часть угля сжигается электроэнергетическими компаниями для производства пара для работы своих генераторов. Некоторое количество угля используется на заводах для обогрева зданий и производственных процессов. Особый высококачественный уголь превращается в металлургический кокс для производства стали.

Мировые запасы угля огромны. Количество угля (измеряемое по содержанию энергии), которое технически и экономически может быть извлечено в нынешних условиях, в пять раз превышает запасы сырой нефти.Всего четыре региона содержат три четверти мировых извлекаемых запасов угля: Соединенные Штаты — 24 процента; страны бывшего Советского Союза — 24%; Китай — 11 процентов; и Западная Европа — 10 процентов.

В промышленно развитых странах большее удобство и более низкая стоимость нефти и газа в начале 20 века фактически вытеснили уголь с рынка для отопления домов и офисов, а также для движения локомотивов. Нефть и газ также сильно повлияли на промышленный рынок угля.Только расширяющийся рынок коммунальных услуг позволил добыче угля в Соединенных Штатах, например, оставаться относительно постоянным в период с 1948 по 1973 год. Даже на рынке коммунальных услуг, поскольку нефть и газ захватили большую долю, доля угля в общей энергетической картине резко упала в США. США, например, с половины до менее чем одной пятой. Однако резкий скачок цен на нефть после 1973 года дал углю значительное преимущество в стоимости для коммунальных предприятий и крупных промышленных потребителей, и уголь начал возвращать себе некоторые из потерянных рынков.В отличие от промышленно развитых стран, развивающиеся страны, располагающие большими запасами угля (например, Китай и Индия), продолжают использовать уголь в промышленных и отопительных целях.

Средняя цена на уголь практически не изменилась с начала 1980-х годов и, согласно прогнозам, снизится в начале 21 века. Однако в промышленно развитых странах необходимость соблюдения более строгих экологических норм сделала сжигание угля более дорогостоящим.

Несмотря на относительную дешевизну и огромные запасы угля, рост его использования с 1973 года был намного меньше, чем ожидалось, потому что уголь связан с гораздо большим количеством экологических проблем, чем нефть.Подземная добыча полезных ископаемых может привести к заболеванию черных легких у шахтеров, опусканию земли над шахтами и утечке кислоты в грунтовые воды. Открытые горные работы требуют тщательной рекультивации, иначе невосстановленные земли останутся покрытыми шрамами и непродуктивными. Кроме того, сжигание угля вызывает выбросы частиц диоксида серы, оксида азота и других примесей. Кислотные дожди и другие формы осадков с относительно высокой кислотностью, которые наносят ущерб озерам и некоторым лесам во многих регионах, как полагают, частично вызваны такими выбросами ( см. «Загрязнение воздуха»).Закон США о чистом воздухе 1970 года (пересмотренный в 1970 и 1990 годах) обеспечивает федеральную правовую основу для контроля за загрязнением воздуха. Это законодательство значительно сократило выбросы оксидов серы, известных как кислые газы. Например, Закон о чистом воздухе требует, чтобы такие объекты, как угольные электростанции, сжигали уголь с низким содержанием серы. В 1990-х годах озабоченность по поводу возможного потепления планеты в результате парникового эффекта заставила многие правительства задуматься о политике сокращения выбросов углекислого газа, производимых при сжигании угля, нефти и природного газа.Во время быстрой индустриализации мира в XIX и XX веках уровни углекислого газа в атмосфере увеличились примерно на 28 процентов по сравнению с доиндустриальными уровнями.

Решение этих проблем обходится дорого, и вопрос о том, кто должен платить, остается спорным. В результате потребление угля может продолжать расти медленнее, чем можно было бы ожидать. Однако огромные запасы угля, усовершенствованные технологии для снижения загрязнения и дальнейшее развитие газификации угля ( см. Газы, топливо) по-прежнему указывают на то, что рынок угля будет расти в ближайшие годы.

Синтетическое топливо не встречается в природе, но производится из природных материалов. Бензохол, например, представляет собой смесь бензина и спирта, изготовленную из сахаров, производимых живыми растениями. Хотя производство различных видов топлива из угля возможно, крупномасштабное производство топлива из угля, вероятно, будет ограничено высокими затратами и проблемами загрязнения, некоторые из которых еще не известны. Производство спиртового топлива в больших количествах, скорее всего, будет ограничено регионами, такими как части Бразилии, где сочетание дешевой рабочей силы и земли, а также продолжительный вегетационный период делают его экономичным.Таким образом, синтетическое топливо вряд ли в ближайшее время внесет важный вклад в мировое энергоснабжение.

Ядерная энергия вырабатывается путем расщепления или деления атомов урана или более тяжелых элементов. В процессе деления выделяется тепло, которое используется для производства пара для привода турбины для выработки электроэнергии. Эксплуатация ядерного реактора и связанного с ним оборудования для выработки электроэнергии — это лишь часть взаимосвязанного комплекса работ. Для обеспечения надежного электроснабжения от ядерного деления требуется добыча, переработка и транспортировка урана; обогащение урана (увеличение процентного содержания изотопа урана U-235) и упаковка его в соответствующую форму; строительство и обслуживание реактора и связанного с ним генерирующего оборудования; и обработка и захоронение отработавшего топлива.Эти действия требуют чрезвычайно сложных и интерактивных производственных процессов и множества специализированных навыков.

Великобритания стала одной из первых в развитии ядерной энергетики. К середине 1950-х годов в этой стране производили электричество несколько ядерных реакторов. Первый ядерный реактор, подключенный к электрической распределительной сети в Соединенных Штатах, начал работу в 1957 году в Шиппорте, штат Пенсильвания. Шесть лет спустя был размещен первый заказ на строительство коммерческой атомной электростанции без прямой субсидии федерального правительства.Этот приказ ознаменовал начало попытки быстро преобразовать мировые системы выработки электроэнергии от зависимости от ископаемого топлива к использованию ядерной энергии. К 1970 году в 15 странах мира действовало 90 атомных электростанций. В 1980 году в 22 странах действовали 253 атомные электростанции. Однако попытка перейти от ископаемого топлива к ядерной энергии не удалась из-за быстрого роста затрат, задержек с соблюдением нормативных требований, снижения спроса на электроэнергию и повышенного внимания к безопасности.

Вопросы о безопасности и экономии ядерной энергии вызвали, пожалуй, самую эмоциональную битву за энергию.Когда в конце 1970-х годов разгорелась борьба, сторонники ядерной энергетики утверждали, что не существует реальной альтернативы усилению зависимости от ядерной энергетики. Они признали, что некоторые проблемы остаются, но заявили, что решения будут найдены. Ядерные противники, с другой стороны, подчеркнули ряд оставшихся без ответа вопросов об окружающей среде: каковы эффекты низкого уровня радиации в течение длительных периодов? Какова вероятность крупной аварии на атомной электростанции? Каковы будут последствия такой аварии? Каким образом отходы ядерной энергетики, которые будут оставаться опасными на протяжении веков, могут быть навсегда изолированы от окружающей среды? Эти вопросы безопасности способствовали изменению спецификаций и задержкам в строительстве атомных электростанций, что еще больше увеличило расходы.Они также способствовали возникновению второго противоречия: является ли электроэнергия атомных электростанций менее затратной, такой же дорогой или более дорогой, чем электроэнергия на угольных электростанциях? Несмотря на стремительный рост цен на нефть и газ в конце 1970-х — начале 1980-х годов, эти политические и экономические проблемы вызвали в США эффективный мораторий на новые заказы на атомные электростанции. Этот мораторий вступил в силу еще до аварии 1979 г. (расплавление ядерных топливных стержней) на АЭС Три-Майл-Айленд недалеко от Гаррисберга, штат Пенсильвания, и частичного аварии 1986 г. на Чернобыльской АЭС к северу от Киева в Украине ( см. Чернобыль). Авария).Последняя авария привела к гибели людей и случаев лучевой болезни, а также выпустила облако радиоактивности, которое широко распространилось по северному полушарию.

В 1998 году в мире работало 437 атомных станций. Еще 35 реакторов находились в стадии строительства. Восемнадцать стран вырабатывают не менее 20 процентов своей электроэнергии за счет ядерной энергетики. Крупнейшие отрасли атомной энергетики расположены в США (107 реакторов), Франции (59), Японии (54), Великобритании (35), России (29) и Германии (20).В США больше 20 лет не заказывали новые реакторы. Противодействие общественности, высокие затраты на строительство, строгие строительные и эксплуатационные правила, а также высокие затраты на утилизацию отходов делают строительство и эксплуатацию атомных электростанций намного дороже, чем электростанции, сжигающие ископаемое топливо.

В некоторых промышленно развитых странах в электроэнергетике проводится реструктуризация с целью разделения монополий (предоставление товара или услуги одним продавцом или производителем) на уровне генерации.Поскольку эта тенденция заставляет владельцев атомных станций сократить операционные расходы и стать более конкурентоспособными, в атомной энергетике в США и других западных странах может продолжаться спад, если существующие атомные электростанции не смогут адаптироваться к меняющимся рыночным условиям.

Азия широко рассматривается как единственная возможная область роста ядерной энергетики в ближайшем будущем. В Японии, Южной Корее, Тайване и Китае в конце 20 века строились заводы.И наоборот, ряд европейских стран пересмотрели свои обязательства в отношении ядерной энергетики.

Политические партии Швеции обязались отказаться от использования атомной энергии к 2010 году после того, как шведские граждане проголосовали в 1980 году против дальнейшего развития этого источника энергии. Однако промышленность оспаривает эту политику в суде. Кроме того, критики утверждают, что Швеция не может выполнить свои обязательства по сокращению выбросов парниковых газов, не полагаясь на ядерную энергию.

Франция вырабатывает 80 процентов электроэнергии за счет ядерной энергетики.Тем не менее, он отменил несколько запланированных реакторов и может заменить стареющие атомные станции станциями, работающими на ископаемом топливе, по экологическим причинам. В результате государственная электроэнергетическая компания Electricité de France планирует диверсифицировать источники производства электроэнергии в стране.

В 1998 году правительство Германии объявило о плане отказа от ядерной энергетики. Однако, как и в Швеции, владельцы атомных станций могут подать в суд на правительство с требованием компенсации за остановку станций до истечения срока их эксплуатации.

В Японии несколько аварий на ядерных установках в середине 1990-х годов подорвали общественную поддержку ядерной энергетики. Растущие запасы плутония в Японии и поставки отработанного ядерного топлива в Европу вызвали международную критику.

Китай, у которого в настоящее время работает только три атомных электростанции, планирует расширить свои ядерные возможности. Однако неясно, сможет ли Китай получить достаточное финансирование или он сможет создать необходимую квалифицированную рабочую силу для расширения.

Ряд восточноевропейских стран, включая Россию, Украину, Болгарию, Чешскую Республику, Венгрию, Литву и Словаки, вырабатывают электроэнергию с помощью ядерных реакторов советской конструкции, которые имеют различные недостатки безопасности. Некоторые из этих реакторов имеют ту же конструкцию, что и чернобыльский реактор, взорвавшийся в 1986 году. Соединенные Штаты и другие западные страны работают над решением этих проектных проблем и улучшением эксплуатации, технического обслуживания и обучения на этих станциях.

Солнечная энергия не относится к какой-то отдельной энергетической технологии, а скорее охватывает разнообразный набор технологий возобновляемой энергии, которые питаются от солнечного тепла.Некоторые технологии солнечной энергии, такие как отопление с помощью солнечных батарей, напрямую используют солнечный свет. Другие виды солнечной энергии, такие как гидроэлектроэнергия и топливо из биомассы (древесина, растительные остатки и навоз), зависят от способности Солнца испарять воду и выращивать растительный материал соответственно. Общей чертой технологий солнечной энергии является то, что, в отличие от нефти, газа, угля и нынешних форм ядерной энергетики, солнечная энергия неисчерпаема. Солнечную энергию можно разделить на три основные группы: отопление и охлаждение, производство электроэнергии и топливо из биомассы.

Солнце веками использовалось для обогрева. Жилища на утесе Меса-Верде в Колорадо были построены с выступами скал, которые обеспечивают тень от высокого (и жаркого) летнего Солнца, но позволяют проникать лучам нижнего зимнего Солнца. Сегодня конструкция с небольшим количеством движущихся частей или без них, использующая преимущества Солнца, называется пассивным солнечным нагревом. Начиная с конца 1970-х годов архитекторы все больше знакомились с пассивными солнечными технологиями. В будущем все больше и больше новых зданий будут спроектированы так, чтобы улавливать зимние лучи солнца и не пропускать летние лучи.

Активное солнечное отопление и солнечное водяное отопление — это вариации одной темы, различающиеся в основном стоимостью и масштабом. Типичный активный солнечный нагревательный элемент состоит из труб, установленных в панелях, установленных на крыше. Вода (или иногда другая жидкость), протекающая по трубам, нагревается Солнцем и затем используется в качестве источника горячей воды и тепла для здания. Хотя с 1970-х годов количество активных установок для солнечного отопления быстро росло, промышленность столкнулась с простыми проблемами при установке и обслуживании, включая такие обычные явления, как утечка воды и засорение трубопровода воздухом.Солнечное охлаждение требует установки более высокой технологии, в которой жидкость охлаждается путем нагрева до промежуточной температуры, чтобы ее можно было использовать для управления холодильным циклом. На сегодняшний день выполнено относительно небольшое количество коммерческих установок.

Электроэнергия может вырабатываться с помощью различных технологий, которые в конечном итоге зависят от воздействия солнечного излучения.Ветряные мельницы и водопады (сами по себе очень старые источники механической энергии) могут использоваться для вращения турбин для выработки электроэнергии. Энергия ветра и падающей воды считаются формами солнечной энергии, потому что солнечная энергия нагрева создает ветер и пополняет воду в реках и ручьях. Большинство существующих ветряных мельниц относительно невелики и содержат десять или более ветряных мельниц в конфигурации сети, которая использует ветровые сдвиги. Напротив, большая часть электроэнергии от гидроэлектростанций поступает из гигантских плотин.Многие участки, подходящие для крупных плотин, уже освоены, особенно в промышленно развитых странах. Однако в 1970-х годах небольшие плотины, использовавшиеся годами ранее для получения механической энергии, были модернизированы для выработки электроэнергии.

Крупномасштабные гидроэлектрические проекты все еще реализуются во многих развивающихся странах. Самая простая форма производства электроэнергии на солнечной энергии — это использование массива коллекторов, которые нагревают воду для производства пара для вращения турбины. Некоторые из этих объектов уже существуют.

Другие источники солнечной электроэнергии связаны с высокотехнологичными вариантами, которые в больших масштабах коммерчески не проверены. Фотоэлектрические элементы ( см. «Фотоэлектрический эффект ; солнечная энергия»), которые преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество, в настоящее время используются в удаленных местах для питания орбитальных космических спутников, ворот на необслуживаемых железнодорожных переездах и ирригационных насосов. Прежде чем станет возможным широкое использование фотоэлектрических элементов, необходим прогресс в снижении затрат.Коммерческое развитие и других методов кажется далеким будущим. Тепловая конверсия океана (OTC) вырабатывает электричество на морских платформах; турбина вращается за счет энергии, генерируемой, когда холодная морская вода перемещается с большой глубины на теплую поверхность. Также весьма спекулятивным остается идея использования космических спутников для передачи электроэнергии через микроволны на Землю.

Топливо из биомассы включает несколько различных форм, включая спиртовое топливо (упомянутое ранее), навоз и древесину.Древесина и навоз по-прежнему являются основными видами топлива в некоторых развивающихся странах, а высокие цены на нефть вызвали возрождение интереса к древесине в промышленно развитых странах. Исследователи уделяют все большее внимание развитию так называемых энергетических культур (многолетние травы и деревья, выращиваемые на сельскохозяйственных землях). Однако есть некоторая озабоченность тем, что сильная зависимость от сельского хозяйства в качестве источника энергии может привести к росту цен как на продукты питания, так и на землю.

Общее количество используемой в настоящее время солнечной энергии невозможно точно оценить, поскольку некоторые источники не зарегистрированы.Однако в начале 1980-х годов два основных источника солнечной энергии, гидроэлектрическая энергия и биомасса, внесли более чем в два раза больше ядерной энергии в мировое энергоснабжение. Тем не менее, эти два источника ограничены наличием участков плотин и наличием земли для выращивания деревьев и других растительных материалов, поэтому будущее развитие солнечной энергии будет зависеть от широкого спектра технологических достижений.

Потенциал солнечной энергии, за исключением гидроэлектроэнергии, останется недоиспользованным и после 2000 года, потому что солнечная энергия по-прежнему намного дороже, чем энергия, полученная из ископаемого топлива.Долгосрочные перспективы солнечной энергии во многом зависят от того, вырастут ли цены на ископаемое топливо и станут ли экологические нормы более строгими. Например, более строгий экологический контроль при сжигании ископаемого топлива может привести к увеличению цен на уголь и нефть, в результате чего солнечная энергия станет менее дорогим источником энергии по сравнению с этим.

Геотермальная энергия — один из аспектов науки, известной как геотермия, — основана на том факте, что земля тем горячее, чем глубже бурятся скважины под поверхностью.Вода и пар, циркулирующие в глубоких горячих породах, если их вынести на поверхность, можно использовать для приведения в действие турбины для выработки электроэнергии или их можно пропускать через здания в качестве тепла. Некоторые геотермальные энергетические системы используют естественные источники геотермальной воды и пара, тогда как другие системы закачивают воду в глубокие горячие породы. Хотя теоретически он безграничен, в большинстве обитаемых районов мира этот подземный источник энергии расположен настолько глубоко, что бурение скважин для его вскрытия обходится очень дорого.

Помимо развития альтернативных источников энергии, поставки энергии могут быть расширены за счет сохранения (планового управления) имеющихся в настоящее время ресурсов.Можно описать три типа возможных практик энергосбережения. Первый тип — это сокращение, то есть, например, отказ от закрытия заводов для уменьшения количества потребляемой энергии или сокращение поездок для уменьшения количества сжигаемого бензина. Второй тип — это капитальный ремонт, то есть изменение образа жизни людей и способа производства товаров и услуг, например, замедление дальнейшей субурбанизации общества, использование менее энергоемких материалов в производственных процессах и уменьшение количества энергии, потребляемой некоторыми продуктами. (например, автомобили).Третий тип включает более эффективное использование энергии, то есть приспособление к более высоким затратам на энергию, например, инвестирование в автомобили, которые едут дальше на единицу топлива, улавливание отработанного тепла на заводах и его повторное использование, а также изоляция домов. Этот третий вариант требует менее радикальных изменений в образе жизни, поэтому правительства и общества чаще всего выбирают его, а не два других варианта.

К 1980 году многие люди пришли к пониманию того, что повышение энергоэффективности может помочь мировому энергетическому балансу в краткосрочной и среднесрочной перспективе, и что производительное сбережение следует рассматривать как не меньшую альтернативу энергии, чем сами источники энергии.Существенная экономия энергии начала происходить в Соединенных Штатах в 1970-х годах, когда, например, федеральное правительство ввело общенациональный стандарт эффективности автомобилей и предложило налоговые вычеты за утепление домов и установку солнечных батарей. Существенная дополнительная экономия энергии за счет мер по энергосбережению представляется возможной без существенного влияния на образ жизни людей.

Однако на пути стоит ряд препятствий. Одним из основных препятствий на пути к продуктивному сохранению является его крайне фрагментированный и неприглядный характер; это требует от сотен миллионов людей повседневных дел, таких как выключение света и поддержание надлежащего накачивания шин.Еще одним препятствием стала цена на энергию. С поправкой на инфляцию стоимость бензина в США в 1998 году была ниже, чем в 1972 году. Низкие цены на энергию затрудняют убеждение людей вкладывать средства в энергоэффективность. С 1973 до середины 1980-х годов, когда в Соединенных Штатах выросли цены на нефть, потребление энергии на человека упало примерно на 14 процентов, в значительной степени из-за мер по сохранению. Однако, поскольку в 1990-е годы нефть подешевела, министерство энергетики США прогнозирует, что к 2000 году потребление энергии в Соединенных Штатах вырастет до 2 процентов от уровня 1973 года.Со временем повышение энергоэффективности окупается с лихвой. Однако они требуют больших капитальных вложений, что не очень привлекательно при низких ценах на энергию. Основные области таких улучшений описаны ниже.

В то время как транспорт использует 25 процентов всей энергии, потребляемой в Соединенных Штатах, на его долю приходится 66 процентов нефти, используемой в Соединенных Штатах. Автомобили, построенные в других странах, долгое время имели тенденцию быть более эффективными, чем американские, отчасти из-за давления высоких налогов на бензин.В 1975 году Конгресс США принял закон, обязывающий к 1985 году удвоить топливную экономичность новых автомобилей. Этот закон в сочетании с нехваткой бензина в 1974 и 1979 годах и значительно более высокими ценами на бензин (особенно с 1979 года) привел к средней эффективности всех американских автомобилей. улучшиться примерно на 40 процентов в период с 1975 по 1990 год. Однако большая часть этого улучшения была компенсирована резким увеличением количества автомобилей на дорогах и ростом продаж внедорожников и легких грузовиков (которые не покрываются федеральные стандарты эффективности).К 1996 году количество автомобилей, используемых во всем мире, выросло до 652 миллионов единиц. Ожидается, что к 2018 году это число увеличится почти до 1 миллиарда. Эксперты прогнозируют, что, если не будут разработаны более эффективные технологии, этот рост приведет к увеличению спроса на бензин более чем на 20 миллионов баррелей в день. Сегодня производители автомобилей имеют техническую возможность создавать автомобили с гораздо более высокой топливной экономичностью, чем предписано Конгрессом. Однако массовое производство автомобилей с такой эффективностью потребует огромных капитальных вложений.Новые технологии двигателей, использующие электрические батареи или высокоэффективные топливные элементы, а также двигатели, работающие на природном газе, могут сыграть гораздо более важную роль в начале 21 века. Повышение цен на бензин и парковку стимулировало использование двух других видов транспорта: совместного использования пассажиров (фургон или автомобильный пул) и общественного транспорта. Эти методы могут быть очень эффективными, но обширный характер многих городов США может затруднить их использование.

Управляющие бизнесом, ориентированные на прибыль, все чаще обращают внимание на модификацию продукции и производственных процессов с целью экономии энергии.Фактически, промышленный сектор продемонстрировал более значительное повышение эффективности, чем жилищный или транспортный сектор. Усовершенствования в производстве можно разделить на три широкие, в некоторой степени перекрывающиеся, категории: улучшенное ведение домашнего хозяйства, текущее обслуживание печей и использование только необходимого освещения; рекуперация отходов рекуперация тепла и переработка побочных продуктов отходов; и технологические инновации, модернизирующие продукты и процессы для воплощения более эффективных технологий.

В 1950-х и 1960-х годах эффективному использованию энергии часто пренебрегали при строительстве зданий и домов, но высокие цены на энергию 1970-х изменили это. Некоторые офисные здания, построенные с 1980 года, используют только пятую часть энергии, потребляемой зданиями, построенными всего десятью годами ранее. Методы экономии энергии включают проектирование и размещение зданий для использования пассивного солнечного тепла, использование компьютеров для мониторинга и регулирования использования электроэнергии, а также инвестирование в более эффективное освещение и в улучшенные системы отопления и охлаждения.Подход на основе жизненного цикла, который учитывает общие затраты за весь срок службы здания, а не только начальную стоимость строительства или продажную цену, способствует большей эффективности. Кроме того, успешной была реконструкция старых зданий, в которой новые компоненты и оборудование используются в существующих конструкциях.

Химия, история

Химия, история, история изучения состава, структуры и свойств материальных веществ, из