Различные этапы в развитии энергетики определяются господствующими источниками энергии и зависящей от них энерготехникой [1].
Эпоха мускульной энергетики. Источником энергии служила химическая энергия пищи, превращающаяся в мускульную силу человека, а позже и прирученных животных. Тепло солнца, а затем и огня использовалось для обогрева и бытовых нужд – приготовления пищи, выплавки металлов и т.п. В этой эпохе следует выделить период, когда мускульная сила приумножалась с помощью простых механизмов – рычага, ворота и т.п., а также период, когда огонь стали получать искусственно – трением. Последние достижение следует считать принципиально важным в истории развития человечества. Кроме того, в течение этой эпохи так называемые невозобновляемые энергоресурсы накапливались. Так продолжалось примерно до VIII - Х веков.
Эпоха механоэнергетики. Длилась она до XVIII века. В этот период человек стал дополнительно использовать механическую энергию возобновляющих энергоресурсов – энергию речной воды и ветра. Для этих целей использовались водяные колеса и ветряные крылья. Человек получил в свое распоряжение силы, во много раз превосходящие его собственные и силы домашних животных.
Развитие техники получения огня, использование печного отопления позволили человеку заселять холодные климатические районы Земли.
Энергетические ресурсы в эту эпоху полностью восстанавливались, а окружающая среда оставалась практически в первозданном виде.
Эпоха химической теплоэнергетики. Она еще не закончилась. Главный источник энергии во многих странах – это химическая энергия, выделяющаяся при сгорании органических ископаемых: каменного угля, нефти и т.д. А основная движущая сила - энергия пара или газов, возникающая в тепловых двигателях. Принципиальное отличие этой эпохи – человечество уничтожает ресурсы, доставшиеся ему как результат процессов, протекавших на Земле миллионы лет и имевших своим первоисточником энергию Солнца. Все это сопровождается загрязнением окружающей среды продуктами сгорания и отходами производства. Возникает проблема создания экологически чистых производств. Появляется ядерная энергетика, опять же на невозобновляющихся энергоресурсах. Но синдром Чернобыля, возникший после крупной аварии на одной из АЭС Украины 26 апреля 1986 г., резко замедлил темпы развития этого вида энергетики.
Загрязнение, в том числе и радиационное, окружающей среды начинает тормозить развитие традиционных энергетических технологий. Остро встает вопрос создания альтернативной энергетики на возобновляющихся энергоресурсах и одновременном переходе к эпохе сбалансированной энергетики на возобновляющихся энергоресурсах. Если такое состоится, человечество сумеет жить в состоянии динамического равновесия, потребляя столько энергии, сколько можно получить при использовании возобновляющихся энергоресурсов (солнечного излучения, движения воды, ветра и т.п.), возможно и энергии термоядерных топлив. В соответствии с вырабатываемой энергией и производимым с ее помощью продовольствием население Земли будет обеспечиваться бытовой, производственной, культурной и другой техникой. Окружающая среда также должна быть приведена в состояние динамического равновесия, т. е. должна полностью восстанавливаться, это и есть эпоха сбалансированной энергетики. Но пока это в значительной мере фантастика, чем объективная реальность. Основные выводы ХV конгресса Мирового энергетического совета, состоявшегося в 1992 г.: • органические топлива останутся основой энергообеспечения; их абсолютное потребление возрастет при любых реалистичных сценариях. Не просматривается ни одного нового источника энергии, по крайней мере, на ближайшие 30 лет;
• в этих условиях первоочередной задачей мирового сообщества является повышение эффективности использования природных энергетических ресурсов, без чего невозможно будет в перспективе решать глобальные проблемы обеспечения устойчивого энергоснабжения и охраны окружающей среды.
Иными словами, в обозримом будущем на состояние динамического равновесия между промышленным производством и окружающей средой можно надеяться только через энергосбережение, рациональное ресурсо-пользование.
К настоящему времени сложилась определенная теория технологических укладов в мировой экономике [2 – 3].
Технологический уклад можно определить как соответствующую экономическую эпоху, обусловленную уровнем развития энергетики, который позволяет реализовать возможности сформированных на этот период ресурсных, технико-технологических, информационных, транспортных и организационно-финансовых систем.
В соответствии с наиболее распространенной концепцией [2] отсчет времени при анализе процессов технологической динамики принято начинать с периодов первой промышленной революции в Англии, когда, по мнению авторов, устанавливается современный темп технико-технологического развития.
Дадим самую краткую характеристику этих укладов.
Первый. Период существования – 1770 – 1830 гг. Основа – текстильная промышленность, текстильное машиностроение, выплавка чугуна, обработка железа, строительство каналов. Энергетическая база – водяной двигатель (колесо).
Второй. Период существования – 1830 – 1880 гг. Основа – железнодорожное строительство и транспорт, машино- и пароходостроение, угольная, станкоинструментальная промышленность, черная металлургия. Энергетическая база – паровой двигатель.
Третий. Период существования – 1880 – 1930 гг. Основа – электротехника, тяжелое машиностроение, производство и прокат стали, линии электропередач, неорганическая химия. Энергетическая база – электрический двигатель, развитие электросвязи.
Четвертый. Период существования – 1930 – 1980 гг. Основа – автомобиле-, тракторостроение, цветная металлургия, производство товаров длительного пользования, синтетические материалы, органическая химия, производство и переработка нефти. Энергетическая база – электроэнергетика на основе паровых и газотурбинных, ядерных установок; двигатели внутреннего сгорания, ракетная техника.
Пятый (современный). Период существования – с 1980 г. по настоящее время. Основа – электронная промышленность, вычислительная оптико-волоконная техника, программное обеспечение, телекоммуникации, роботостроение, добыча и переработка газа, информационные услуги. Считаем, что следует добавить – постоянный рост использования бытовой, офисной энергоемкой техники. Энергетическая база практически сохраняется прежней, но с некоторыми отступлениями и неопределенностями – частичный отказ от атомной энергетики, снижение разведанных запасов невозобновляемых энергоресурсов (нефть, газ), трудности в освоении возобновляемых источников энергии.
Если исходить из ранее приведенного определения технологического уклада, то независимо от того, какой он в настоящее время по счету, пятый или восьмой (есть и такие раскладки), развитие его и тем более смена вряд ли возможны в целом в масштабах мировой экономики ввиду возникновения явных энергетических ограничений.
Создается ситуация, когда авторам экономических теорий удается сохранить их стройность, если системообразующие факторы сместить в пользу информационных, организационно-финансовых систем. Такое возможно только при осознанном разделении мирового сообщества по степени доступности к благам цивилизации. Доказательством возможности именно такой схемы развития при игнорировании сложившихся проблем в энергетической обеспеченности современного технологического уклада является наличие тесной связи между валовым внутренним продуктом (ВВП) и расходом энергии на его производство. А именно ВВП является основой для роста благосостояния любого сообщества, т. е. надежные источники энергии, доступность к ним всех слоев населения являются «головной болью» любого государства и сообщества.
И обратной связью в этом системном процессе может быть только рациональное использование энергии на основе энергоэффективных технологий.
