3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАТРАТЫ ЧЕЛОВЕКА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАХ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ . Безопасность жизнедеятельности: Шпаргалка
Уровень энергозатрат человека при различных формах деятельности служит критерием тяжести и напряженности выполняемой работы, имеет большое значение для оптимизации условий труда и его рациональной организации. Уровень энергозатрат определяют методом полного газового анализа, при этом учитывается объем потребления кислорода и выделенного углекислого газа. С увеличением тяжести труда значительно возрастают потребление кислорода и количество расходуемой энергии.
Тяжесть и напряженность труда характеризуются степенью функционального напряжения организма. Оно может быть энергетическим, зависящим от мощности работы (при физическом труде), и эмоциональным (при умственном труде), когда имеет место информационная перегрузка.
Физический труд характеризуется большой нагрузкой на организм, требующей преимущественно мышечных усилий и соответствующего энергетического обеспечения, а также оказывает влияние на функциональные системы (сердечно-сосудистую, нервно-мышечную, дыхательную и др.
Умственный труд объединяет работы, связанные с приемом и передачей информации, требующие активизации процессов мышления, внимания, памяти. Данный вид труда характеризуется значительным снижением двигательной активности. 
Повышение суммарных энергетических затрат при умственной работе определяется степенью нервно-эмоциональной напряженности.
Основы туристской деятельности. Лекция 7. Часть 1
Жизнедеятельность человеческого организма связана с непрерывными затратами энергии. Эти энергозатраты включают: затраты на основной обмен (то есть на поддержание работы органов, обеспечивающих существование организма), труд и отдых. Но любые энергетические затраты требуют восстановления. Все необходимое количество энергии организм получает в результате переработки органических веществ — белков, жиров и углеводов, которые содержатся в пищевых продуктах.
Пища — энергетический и строительный материал для организма. Все процессы протекающие в нем, так или иначе, связаны с характером питания. От того, насколько правильно мы питаемся, зависит наше здоровье и продолжительность жизни.
Основным источником энергии являются углеводы, которые дают 70-75 % необходимой энергии. Белки и жиры используются главным образом для пластических процессов, благодаря которым происходит формирование новых клеток, образование пищеварительных соков и других веществ, необходимых для правильного обмена веществ. Участие белков и жиров в энергетическом балансе организма обычно составляет 25-30 %.
Современная наука считает, что питание должно быть сбалансированным, благодаря чему обеспечивается полное удовлетворение потребностей организма в пищевых и биологически активных веществах. Принцип сбалансированности требует также, чтобы рацион был построен с учетом возраста, профессии, состояния здоровья, климатических условий и т. п.
По энергетической ценности принимается соотношение белков, жиров и углеводов 1:2,7:4,6, то есть на каждую белковую калорию должно приходиться 2,7 жировой и 4,6 углеводной калории.
Значительная часть энергии расходуется на поддержание работы сердца, легких, эндокринной системы, постоянной температуры тела, органов, обеспечивающих жизнедеятельность организма, т. е. на так называемый основной обмен.
Основной обмен. Величина постоянная. Она составляет 1 ккал за 1 ч на 1 кг массы тела. Всего за сутки для мужчин при массе 70 кг затраты составляют 1700 ккал, для женщин при массе тела 60 кг — 1450 ккал. Для детей они на 15 % выше, чем для взрослых, то есть 1,15 ккал за 1 ч на 1 кг массы тела.
При подсчете общего числа энергозатрат за сутки затраты на основной обмен считаются отдельно только на период сна. Например, если сон участников похода составляет 8 ч в сутки, то затраты энергии на основной обмен здесь равны (для мужчин): 1 ккал/8 ч/70 кг = 560 ккал.
Во все виды работ и отдыха в оставшиеся 16 ч в сутки энергозатраты на основной обмен входят составной частью. Так, если затраты энергии при ходьбе по ровной дороге со скоростью 4 км/ч с рюкзаком массой 10 кг за 1 ч составляют 200 ккал, то означает, что 70 ккал составили затраты на основной обмен, а 130 ккал — непосредственно на физическую работу — ходьбу.
Под влиянием приема пищи расход энергии повышается, что связано с усилением окислительных процессов. При этом основной обмен увеличивается на 10-15 % в сутки. Наибольшее повышение основного обмена вызывает прием белков — 30-40 %, углеводы увеличивают обмен на 4-7 %, жиры — на 4-14 %. В этом состоит специфически динамическое действие пищи.
Основной обмен и специфически динамическое действие пищи принадлежат к нерегулируемым (не зависящим от воли человека) затратам энергии.
Различные формы физической деятельности, их интенсивность и длительность существенно влияют на расход энергии. Но эти затраты в зависимости от условий и воли человека могут значительно увеличиваться или уменьшаться.
Так, при ходьбе в среднем темпе с рюкзаком массой до 15 кг энергии расходуется в 5 раз больше, чем при покое, при ходьбе на лыжах со скоростью до 10 км/ч без рюкзака — в 10 раз больше. В отдельных случаях при выполнении длительной тяжелой работы, с которой сталкиваются туристы при проведении сложных походов, суточный расход энергии может доходить до 8000 ккал.
Изменение интенсивности обмена веществ и энергии происходит не только при выполнении физической работы, но и под влиянием эмоций и метеорологических факторов — температуры и влажности воздуха, силы ветра, барометрического давления и т.п. Многочисленные исследования показывают, что затраты энергии человека, находящегося в состоянии покоя на больших высотах, аналогичны затратам человека, совершающего достаточно интенсивную работу в условиях долины.
Энергетические затраты зависят также и от подготовленности организма к выполнению данной работы, от его тренированности. Ясно, что при выполнении одинаковой работы расход энергии у тренированного туриста будет ниже, так как химические процессы в мышцах у него протекает более экономично, что, в свою очередь, обеспечивает более умеренную деятельность органов дыхания и кровообращения.
Затраты энергии при отдыхе на маршруте и работах на биваке.
За это время организм затрачивает около 250 ккал.
Работы по организации и снятию бивака занимают до 1,5 ч (250 ккал).
Еда на биваке (ужин и завтрак) продолжается 1 ч (120 ккал).
Работы на биваке: заготовка дров, устройство кухни, водоснабжение, переодевание, сушка снаряжения, ведение дневника, разбор итогов прошедшего дня и постановка задачи на следующий день и т. д.- длятся около 3,5 ч. (500 ккал).
Вечерний и утренний туалет- 0,5 ч (60 ккал).
Если суммировать энергетические затраты на основной обмен, специфически динамическое действие пищи и затраты при отдыхе на маршруте, получится величина 2000 ккал. Это очень важная величина при расчете возможных затрат энергии в туристическом походе. Она присутствует в любом виде туризма, в спортивном путешествии любой категории сложности. Конечно, она может несколько изменяться. Так, в лыжном путешествии за счет постоянного нахождения туриста на холоде она несколько выше. Но главное заключается в том, что с определенной степенью достоверности ее можно считать постоянной величиной, основой, к которой затем добавляются главные затраты, связанные непосредственно с движением по маршруту.
Затраты энергии на движение по маршруту. Так, в лыжном походе значительно больший вес рюкзака, чем в летнем пешем походе, вызванный дополнительным количеством личного имущества (коврик под спальный мешок, запасные теплые вещи, рукавицы, бивачная обувь), общественного снаряжения (утепленная палатка, печь, увеличенное количество бензина при походах по безлесным районам), больший объем работ по устройству бивака в условиях глубокого снега, большая сложность передвижения (необходимость постоянного тропления лыжни, дополнительная весовая нагрузка — до 5 кг за счет лыж)- и все это в условиях постоянной отрицательной температуры, что требует от организма дополнительных затрат энергии для поддержания постоянной температуры тела на уровне 37 градусов С,- приводят к большим, чем в пешем летнем походе, энергетическим затратам.
В то же время лыжный туризм с точки зрения энергозатрат несколько уступает горному.
Вес лыж в лыжном путешествии компенсируется весом личного снаряжения в горном (ледоруб, кошки, карабины, пояс, обвязка). Вес же общественного снаряжения значительно больше (основные и вспомогательные веревки, скальные молотки, крючья, карабины т.п.). Как и лыжные, горные походы, особенно высоких категорий сложности, проходят в условиях глубокого снега, низких температур, отсутствия воды. Но характер горных препятствий требует при их преодолении не только более высокой тактической подготовленности, но и больших физических усилий. Кроме того турист в высокогорье постоянно находится в условиях сухого, разреженного, с низким содержанием кислорода, воздуха.
Учет этих и других факторов позволил доктору медицинских наук, мастеру спорта по туризму Ю. Шалькову предложить следующую систему коэффициентов энергозатрат по видам туризма: если затраты энергии в пешеходных путешествиях принять за 1, то для лыжных походов они составят 1,2, для горных — 1,5 и для водных — 0,8 исходной величины.
Что же касается зависимости энергозатрат от категории сложности походов, то считается, что каждая последующая категория сложности сопровождается увеличением затрат (от базового — пешеходного вида туризма) на 500 ккал.
С учетом указанных выше коэффициентов можно вывести величины затрат энергии для походов различной категории сложности и по другим видам туризма.
Таблица 1
|
Вид туризма |
Коэффициент |
Категория сложности путешествия |
|||||
|
низшая |
средняя |
высшая |
|||||
|
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
||
|
Водный |
0,8-0,9 |
2480 |
2720 |
2960 |
3690 |
4050 |
4500 |
|
Пешеходный |
1,0 |
3100 |
3400 |
3700 |
4100 |
4500 |
5000 |
|
Лыжный |
1,2 |
3720 |
4080 |
4440 |
4920 |
5400 |
6000 |
|
Горный |
1,3 |
4030 |
4420 |
4810 |
5330 |
5850 |
6500 |
Приведенные ниже (таблица 2) данные дают некоторые представление о энергозатратах в зависимости от вида туризма, темпа движения, рельефа местности и состояния пути.
Таблица 2
|
Характер движения |
Затраты энергии, ккал |
|
1 ч ходьбы по ровной дороге с грузом 10 кг со скоростью 4 км/ч |
До 200 |
|
1 ч движения вверх по склону крутизной 10 градусов со скоростью 2 км/ч |
До 250 |
|
1 ч движения вверх по склону крутизной 10 градусов со скоростью 4 км/ч |
До 350 |
|
1 ч движения на лыжах по целине с грузом 30 кг |
До 500 |
|
1 ч езды на велосипеде со скоростью 8 км/ч |
До 200 |
|
1 км ходьбы по ровной дороге |
До 50 |
|
1 км ходьбы по ровной снежной укатанной дороге |
До 60 |
|
1 км ходьбы по горизонтальной части открытого ледника |
До 70 |
|
Подъем по склону на 100 м (по высоте) по тропе |
До 100 |
|
Подъем по снежному склону на 100 м (по высоте) |
До 170 |
|
Спуск по склону по тропе на 100 м (потеря высоты) |
До 25 |
Как уже говорилось, организм требует соблюдения энергетического баланса — равного соотношения между величиной энергозатрат и количеством энергии, поступающей в организм вместе с пищей.
Казалось бы, зная размеры затрат, можно легко в соответствии с табл. 1 планировать калорийность рациона питания. Но здесь начинают играть существенную роль весовые характеристики продуктов питания. Опыт проведения походов показывает, что рацион питания массой 1 кг даже при включении достаточного количества сублимированных (в данном случае — облегченных) продуктов с трудом обеспечивает калорийность, равную 4000 ккал. Вместе с тем затраты энергии в походах высших категорий сложности по ряду видов туризма равны или даже превышают 6000 ккал в сутки, и, следовательно, масса продуктов питания составляет здесь 1,2 кг- 1,5 кг. Возникает несоответствие: в походах низких и средних категорий сложности, где масса рюкзака невелика, что позволяет иметь более полный рацион питания, такое количество продуктов просто не нужно, так как оно превышает энергозатраты организма, а это приводит к избыточному балансу — излишнему накоплению энергетических резервов.
В походах высоких категорий сложности, где масса рюкзака и без того большая за счет увеличения личного и общественного имущества и снаряжения, топлива, где особенно велики затраты энергии, на долю продуктов остается слишком мало места, и, главное, веса.
Поэтому группа вынуждена ограничивать весовые характеристики рациона, а следовательно, и его калорийность. Это уже приводит к отрицательному балансу — дефициту энергетических резервов.
В путешествии VI категории сложности, имеющем продолжительность 20 дней, масса одних только продуктов при условии полного восполнения энергозатрат (6000 ккал в сутки, что соответствует массе рациона 1,5 кг) составляет 30 кг. Общая же масса рюкзака превышает 45 кг. Будет ли удовольствием движение с таким рюкзаком? Правда, в лыжном походе значительную часть груза можно транспортировать на санках, что многие группы и делают. Ну, а как тогда быть в горном путешествии этой же категории сложности, где масса одних только продуктов должна составлять уже 35 кг и никакие санки не применишь? Легко ли будет не то что перепрыгнуть, а перешагнуть через неширокую трещину на леднике.
В последнее десятилетие в туризме все большее распространение находит хождение с «дефицитом», крайним выражением которого стали «голодные» походы, особенно полное голодание на маршруте, предусматривающее употребление только воды, но не продуктов.
Этому способствует то, что в массовой туристской литературе все чаще можно увидеть призыв: «500 и не грамма больше!» Причем эти рекомендации даются вне зависимости от вида туризма, от категории сложности похода.
Но что такое 500 г чистых (без посторонних несъедобных частей, тары и т. п.) продуктов? Это 2000 ккал. Но, как уже говорилось, только основной обмен и специфически динамическое действие пищи, которые постоянны, не зависят от воли человека, не регулируются им, требуют в сумме 2000 ккал, то есть все эти 500 г продуктов уходят на восполнение указанных затрат. Что же в этом случае остается для пополнения расходов энергии, связанной с процессом движения по маршруту? Только дефицит! Все 24 приведенные в табл. 1 величины затрат предусматривают явный дефицит энергии, нужный организму для восполнения затрат. Так, для горного путешествия VI категории сложности дефицит составляет 4500 ккал в сутки или 90 тыс. ккал за 20-дневный период нахождения на маршруте. Здесь нужно пояснить, что организм человека массой 70 кг имеет энергетические запасы всего лишь 160 тыс.
ккал. Причем расход этих запасов свыше 45 % ставит под угрозу дальнейшую жизнедеятельность организма. Но 45 % — это 70 тыс. ккал, мы же имеем дефицит в 90 тыс. ккал! Из этого следует, что недопустимо так непродуманно агитировать за 500-граммовый рацион вне зависимости от вида туризма и категории сложности похода.
Таблица 3
|
Вид туризма |
Категории сложности путешествия |
||||||
|
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
||
|
6 дней |
8 дней |
10 дней |
13 дней |
16 дней |
20 дней |
||
|
Водный |
суточный дефицит энергии |
480 |
720 |
960 |
1690 |
2050 |
2500 |
|
величина дефицита (в %) к общим затратам энергии в сутки |
19 |
25 |
32 |
41 |
50 |
55 |
|
|
общая сумма дефицита за весь поход |
2880 |
5760 |
9600 |
21970 |
32800 |
50000 |
|
|
Пешеходный |
суточный дефицит энергии |
1100 |
1400 |
1700 |
2100 |
2500 |
3000 |
|
величина дефицита (в %) к общим затратам энергии в сутки |
35 |
41 |
46 |
50 |
55 |
60 |
|
|
общая сумма дефицита за весь поход |
6600 |
11200 |
17000 |
27300 |
40000 |
60000 |
|
|
Лыжный |
суточный дефицит энергии |
1720 |
2080 |
2440 |
2920 |
3400 |
4000 |
|
величина дефицита (в %) к общим затратам энергии в сутки |
46 |
50 |
55 |
59 |
63 |
66 |
|
|
общая сумма дефицита за весь поход |
10320 |
16640 |
24400 |
37960 |
54400 |
80000 |
|
|
Горный |
суточный дефицит энергии |
2030 |
2420 |
2810 |
3330 |
3850 |
4500 |
|
величина дефицита (в %) к общим затратам энергии в сутки |
50 |
55 |
58 |
62 |
66 |
70 |
|
|
общая сумма дефицита за весь поход |
12180 |
19360 |
28100 |
42900 |
61600 |
90000 |
|
Указанная в данной таблице калорийность питания в путешествиях высшей категории сложности достаточно близко подходит к рекомендуемым Институтом питания РАМН нормам калорийности питания спортсменов на соревнованиях и на тренировках: мужчины — 4500- 5000 ккал, женщины — 3500 -4000 ккал.
Химический состав продуктов питания
Основными пищевыми веществами, необходимыми для восполнения энергетических затрат, построения и возобновления тканей, являются, как уже говорилось, белки, жиры и углеводы.
Белки. Это высокомолекулярные азотистые соединения, состоящие из аминокислот, основной пластический материал, из которого строятся ткани организма. Например, в составе скелетных мышц белка содержится более 20 %. Белки, из которых построены клетки тела, имеют сложное строение и высокую химическую активность. Они участвуют во всех жизненных процессах — обмене веществ, росте, размножении и мышлении. Вступая в разнообразные реакции, они изменяются и разрушаются, а поскольку образующиеся продукты распада не могут быть использованы для обратного синтеза и выводятся из организма, то для восполнения этих потерь необходима доставка новых белковых продуктов извне с пищей.
Белки делятся на простые и сложные. Первые построены только из аминокислот.
В состав вторых, помимо аминокислот, входят еще различные безазотистые компоненты (остатки фосфорной кислоты, углеводы и другие вещества). К белковым веществам относятся ферменты — важнейшие ускорители биохимических реакций в организме. Белками являются также и некоторые гормоны — тонкие регуляторы обменных процессов, а также нуклеопротеиды — регуляторы синтеза белков в организме.
Белки могут использоваться и как источник энергии. Это очень важно, поскольку в сложных туристических путешествиях одни углеводы и жиры практически не могут в достаточной мере восполнить все энергетические затраты организма. Следует иметь в виду, что при расщеплении белка из безазотистой части его молекулы образуются углеводы, дальнейшее превращение которых и обеспечивает освобождение энергии. Поскольку другая часть молекулы — азотистые компоненты белка — окислению в организме не подвергаются, то при окислении 1 г белка в целом освобождается ровно столько же энергии, сколько при окислении 1 г углеводов, то есть 4,0 ккал.
Белковый минимум, то есть количество белка в пище, которое покрывает лишь расходы энергии при основном обмене на обновление тканей, составляет 3,5 г на килограмм массы в сутки, то есть при массе 70 кг человек должен ежедневно получать порядка 100 г белка, но это лишь минимум. В нормальных условиях белки должны составлять 11-13 % суточной калорийности. При повышенном обмене веществ, в том числе при большой физической нагрузке в сложном походе потребление белка увеличивается более чем в 1,5 раза. Взрослый участник такого похода должен потреблять в сутки до 170-200 г белка, что составляет до 15 % суточной калорийности.
Недостаток белковых запасов, временно возникающий в организме при длительной и напряженной работе в походе, компенсируется тем, что менее жизненно важные органы отдают свой белок для деятельности других, более важных органов. В первую очередь используются белки крови, печени, скелетных мышц. Масса печени, мышц при недостаточном питании резко снижается. Масса же сердца и мозга остается почти без изменений.
Но это только на первых порах. В дальнейшем белковая недостаточность приводит к тому, что организм начинает «поедать сам себя», его мышечная масса продолжает уменьшаться, «ходовые» качества туристов резко снижаются, и это ставит группу на грань срыва путешествия. В лучшем случае при белковом голодании группу ждут такие недуги, как вялость участников, отеки, расстройство желудка, воспаление кожного покрова, снижение сопротивляемости к заболеваниям.
Продумывая состав рациона на период путешествия, нужно не только учитывать суммарное количество белков, но и давать оценку их качеству. Установлено, что для обеспечения удовлетворительных соотношений аминокислот в рационе последний должен содержать не менее половины белков животного происхождения.
Из растительных продуктов, употребляемых в походах, наиболее ценные белки содержит гречка, фасоль, картофель сушеный, ржаной хлеб и рис; из продуктов животного происхождения — мясо, рыба, яичный порошок, паштет мясной, рыба вяленая, сыр, сухое молоко, сырокопченая колбаса.
При приготовлении пищи необходимо сочетать продукты, обеспечивающие хорошее усвоение белка: молочные и мясные блюда с приправой из крупяных. Например, гречневая каша с молоком.
Жиры. Пластический материал и источник энергии в организме. От наличия жиров во многом зависит интенсивность и характер многих процессов, протекающих в организме, связанных с обменом и превращением, а также усвоение пищевых веществ. Жиры — наиболее компактный концентрат энергии: 1 г жира при окислении дает 9,0 ккал, то есть значительно больше, чем дают белки и углеводы.
Как энергетический материал жиры используются главным образом в состоянии покоя и при выполнении длительной монотонной работы. Как только интенсивность мышечной деятельности возрастает, начинают использоваться энергетические запасы углеводов. Но так как их запасы расходуются достаточно быстро, то при дальнейшей работе вновь вступают в действие жиры и продукты их расщепления. При очень интенсивной и продолжительной деятельности процесс замещения углеводов жирами может стать настолько интенсивным, что 80 % всей необходимой в этих условиях энергии освобождается в результате расщепления жиров.
Здесь жиры выступают не только как мощное энергетическое средство, но и как средство, предохраняющее от чрезмерного расхода на энергетические цели белков, ответственных за обеспечение жизнедеятельности важнейших органов человека — сердца и мозга.
Минимальная предельно допустимая норма жиров, обеспечивающая выживание человека, составляет 10 % общей энергетической ценности рациона. В нормальных условиях средняя потребность взрослого человека в жире составляет 80-100 г в сутки, или 33 % суточной энергетической ценности рациона. Потребность в жире изменяется в зависимости от климатических условий: в северной климатической зоне она определена в размере 38-40 % калорийности рациона, в средней зоне — 33 % и в южной — 27-28 %.
В условиях сложного туристского путешествия требуется рацион питания с особо высокой калорийностью. Поэтому количество жиров увеличивается до 160-175 г, а в отдельные дни, когда затраты энергии доходят до 8000 ккал, то и до 200 г жиров в сутки.
Жиры играют определенную роль и в регуляции теплового баланса организма.
Плохо проводя тепло, жировой слой ограничивает теплоотдачу. Эластичная жировая ткань в качестве подкладки для некоторых органов (глаза, почки) или отложений на ладонях и подошвах служит для защиты от механических повреждений. Жир, выделяемый сальными железами, предохраняет кожу от растрескиваний и высыханий. Кроме того, в состав жиров входят витамины А, Д и Е.
Накопление жира в организме происходит главным образом за счет того, что калорийность поступающей пищи превышает фактическую потребность в ней. Жировая ткань служит основным «депо» жира и имеет очень высокую способность к образованию все новых и новых жировых отложений. Запасы жира у человека составляют в среднем 10-20 % массы тела. По мере необходимости жиры извлекаются из жировой ткани.
Жиры отличаются друг от друга видом входящих в них жирных кислот и делятся на жидкие кислоты, содержащие так называемые ненасыщенные жирные кислоты, и на твердые, содержащие в основном насыщенные жирные кислоты. Первые — растительного происхождения, вторые — животного.
Калорийность обоих видов жиров примерно одинаковая, хотя физиологическая ценность их обусловлена тем, что в них содержатся так называемые полиненасыщенные жирные кислоты (линолевая, линоленовая и арахидоновая), играющие важную роль в обмене веществ. Возможность синтеза этих кислот в организме крайне ограничена, поэтому недостаток их неблагоприятно отражается на здоровье людей. Например, если содержание линолевой кислоты в животных жирах колеблется в пределах 5-15 %, то в подсолнечном масле ее 60 %, а в ореховом — 73 %. Вот почему в питании туриста необходимо сочетать жиры животного происхождения с жирами растительными в соотношении 3:1 или 4:1.
Не следует забывать, что определенный процент жиров входит практически во многие продукты. Так, в среднем говяжьи консервы содержат 20 % жиров, свиная тушенка -30 %, колбаса — 15 %, сыры — 30 %, сухое молоко -25 %, а сухие сливки — 42 %. Большое количество жиров содержится в копченой грудинке и корейке, консервированной в масле рыбы, в орехах.
Углеводы. Важная составная часть организма — основной источник энергии. Они входят в состав клеток и тканей и в некоторой степени участвуют в пластических процессах. Несмотря на постоянное расходование клетками и тканями своих углеводов на энергетические цели, содержание углеводов в них поддерживается на постоянном уровне при условии достаточного и своевременного их поступления с пищей.
Углеводов потребляется примерно в 4 раза больше, чем белков и жиров. При обычном питании на долю углеводов приходится около 55 % суточной калорийности рациона. Энергетическая ценность углеводов, как и белков, составляет на 1 г 4 ккал. Углеводы крайне необходимы для нормальной работы мышц, сердца и печени. Благодаря им поддерживается необходимая концентрация сахара в крови.
Если в нормальных условиях потребление углеводов составляет 400-500 г в сутки, то при совершении сложных путешествий оно возрастает до 700-750 г. Усвояемость углеводов достаточно высока: в зависимости от пищевого продукта и характера углеводов она колеблется от 85 до 99 % (овощи — 85 %, картофель — 95 %, хлеб и крупа — 94-96 %, молочные продукты — 98 %, сахар — 99 %).
В организме углеводы задерживаются недолго, а запасы их не велики. При больших физических нагрузках, когда расход энергии не покрывается углеводами пищи и углеводными запасами, в тканях организма начинается усиленное использование энергетических возможностей белков и жиров. В частности, углеводы тесно связаны с обменом жира, в результате происходит образование сахара и жира, всегда содержащегося в организме. Хотя это восполняет потребности организма в энергии, такая компенсация мало благоприятна, так как в этом случае требуется большее количество белков и жиров, что, в свою очередь, достаточно резко увеличивает количество продуктов их расщепления, вредных для человека. Поэтому необходимо своевременно и в полной мере обеспечивать организм углеводами, которые даже на высоте, при пониженном содержании кислорода, окисляются хорошо.
Углеводы подразделяются на простые (моносахариды) и сложные (полисахариды). Полисахариды в процессе усвоения организмом расщепляются на моносахариды, а последние — на вещества, уже не относящиеся к углеводам.
Моносахариды. Наибольшее распространение имеет гексоза. Она представлена глюкозой (виноградный сахар), фруктозой (плодовый сахар) и галактозой, входящей в состав сахара молока.
Отдельные моносахариды, соединяясь друг с другом, образуют более или менее сложные углеводы. Из двух молекул образуются дисахариды, при большем их числе — полисахариды. Все моносахариды и дисахариды обладают сладким вкусом, однако степень его неодинакова. Самым сладким является моносахарид фруктоза. Если ее сладость принять за 100 единиц, то сладость глюкозы будет равна 42, а галактозы — только 12 единицам. Из дисахаридов наиболее сладкой является сахароза (соединение глюкозы с фруктозой, т.е. обыкновенный сахар). Его сладость равна 50 единицам.
Полисахариды. Широко распространены в природе. Чаще всего это сложные соединения из нескольких сотен молекул. К полисахаридам относятся крахмал — углевод, содержащийся в клетках растений, гликоген — углевод животных тканей, а также клетчатка, входящая в состав растительных оболочек растительных клеток.
Ни один из полисахаридов не обладает сладким вкусом.
Из всех углеводов, содержащихся в пище, только моносахариды быстро всасываются из кишечника в кровь. Дисахариды, а тем более полисахариды должны сначала подвергнуться расщеплению в пищеварительном тракте, и только после того, как они распадутся на моносахариды, их могут использовать клетки организма.
Установлено, что организм человека не успевает полностью использовать большое количество моносахаридов за короткий промежуток времени. И хотя избыток моносахаридов окисляется, выделяющееся при этом избыточное тепло бесполезно уходит в окружающее пространство. Следует, однако, иметь в виду повышенную «выносливость» организма к углеводам в условиях высокогорья. Так, если на равнине суточная норма сахара, которую без вреда воспринимает и успевает полностью усвоить организм, — около 150 г, то на высоте 1500 м она поднимается до 250 г. Этот пример как нельзя лучше говорит о возможности употребления углеводов, и в частности сахара, в качестве главного энергетического материала для туристов, путешествующих в высокогорье.
Здесь необходимо сделать оговорку. В последнее время все более утверждается мнение, что сахар — «белый враг человечества». Дело в том, что сахар представляет собой чисто химическое вещество — сахарозу. Она в отличие от практически всех продуктов растительного и животного происхождения не содержит ни витаминов, ни минеральных солей, ни других биологически активных веществ. Поэтому калории, получаемые от употребления сахара, иногда называют «пустыми». Чрезмерное употребление сахара способствует развитию сахарного диабета, ведет к кариесу зубов. Поэтому и рекомендуется ограничивать суточную норму сахара до 50 г.
Но дело в том, что все перечисленные недостатки сахара связаны с длительным его употреблением в больших количествах. Мы же говорим о кратковременном употреблении сахара в указанных количествах в целях поддержания более или менее нормальной работоспособности в дни наибольших нагрузок, что, безусловно, способствует безаварийному прохождению маршрута.
Длительная, напряженная работа в походе сопряжена с большими затратами углеводных запасов.
Это может вызвать истощение указанных запасов, так как ни белки, ни жиры не могут обеспечить достаточного содержания сахара в крови.
В организм с пищей поступают главным образом сложные углеводы, которые расщепляются и всасываются в кровь в основном в виде глюкозы. Поступая в печень и в мышцы, глюкоза используется для окислительных процессов. Излишки в виде гликогена откладываются в печени и в мышцах про запас. В печени (на единицу массы) содержится до 10 % гликогена, в мышцах — не более 2 %. Однако, учитывая большую массу последних, суммарное количество запасов гликогена в организме составляет около 350 г. У тренированных туристов таких запасов накапливается больше, чем у человека, работа которого не сопряжена с большими физическими нагрузками. При уменьшении глюкозы в крови в результате мышечной работы происходит интенсивное расщепление указанных запасов гликогена и выход новых дополнительных количеств глюкозы в кровь, что позволяет продолжать мышечную работу с прежней интенсивностью еще в течение некоторого времени.
Своевременно не восполняемое уменьшение содержания глюкозы способствует развитию утомления. Поэтому для успешного выполнения длительной и напряженной работы необходимо систематически пополнять углеводный запас. Насыщение организма углеводами способствует сохранению постоянной концентрации глюкозы в крови и тем самым повышает длительность работоспособного состояния человека. Учитывая, что при приеме углеводов непосредственно во время работы концентрация глюкозы в крови увеличивается быстрее, чем во время отдыха, целесообразно употреблять углеводы и во время движения по трассе маршрута, то есть на малых привалах и даже на коротких остановках.
Наиболее богаты углеводами и наиболее легко и быстро усваиваются организмом сахар, глюкоза, мед, варенье, джемы. Например, сахар поступает в кровь уже через 10‑15 мин после его приема. Еще быстрее всасывается кровью глюкоза, которая не нуждается в переваривании. Поэтому именно их целесообразно употреблять на коротких привалах как дополнительное питание через каждые 30-50 мин движения в течение всего ходового времени (кроме больших привалов, предусматривающих более объемное питание).
Это снимает чувство голода и отодвигает наступление утомления. Общее количество поступающих с пищей моносахаридов должно составлять около 30 % общего количества углеводов.
Полисахариды усваиваются значительно медленнее, так как лишь в кишечнике под действием ферментов они расщепляются на моносахариды, а затем уже усваиваются организмом. На процессы их переваривания уходят часы. Поэтому, хотя и медленно, полисахариды используются организмом целиком (кроме клетчатки), равномерно всасываясь в кровь и обеспечивая работоспособность организма на длительное время.
Углеводы содержатся в основном в продуктах растительного происхождения. Из продуктов животного происхождения можно назвать лишь молоко, содержащее около 4,5 %углеводов. Полисахарид гликоген, имеющийся в небольших количествах в печени и мышцах животных, вскоре после их убоя почти полностью расщепляется и в пищу практически не поступает.
Около 70 % требуемого количества углеводов человек получает в виде крахмала.
Большое его количество (из продуктов, входящих в рацион питания туристов) содержится в кашах и сухарях. С продуктами растительного происхождения в организм поступает и клетчатка, которая пищеварительным процессам подвергается плохо, в кровь всасывается в очень малых количествах и почти целиком выводится из организма. Но клетчатка способствует так называемой перистальтике, помогающей удалению из кишечника веществ не всосавшихся в кровь. Следует, однако, иметь в виду, что чрезмерное потребление клетчатки, например при избытке продуктов растительного происхождения, может отрицательно сказаться на организме; перистальтика настолько усиливается, что из организма начинают удаляться в не переваренном виде и необходимые ему вещества. Поэтому нужно следить, чтобы количество продуктов растительного происхождения в целом не превышало в рационе 50 %.
В туристских путешествиях, связанных с большими нагрузками, полезно употреблять оба вида углеводов. Например, каша с сахаром, приготовленная на сухом молоке, содержит как быстро, так и медленно усваивающиеся углеводы.
Наибольшим содержанием углеводов отличаются белые каши: рисовая, манная, перловая, ячневая. Несколько беднее углеводами гречневая и овсяная каши.
Для удобства составления рационов питания в путешествии приведем таблицу 4.
Таблица 4
|
Наименование продуктов |
Усвояемая съедобная часть из 100 г продукта, г |
Калорийность, ккал |
||
|
Белки |
Жиры |
Углеводы |
||
|
Хлебобулочные изделия |
||||
|
Хлеб ржаной |
5,1 |
1,0 |
42,5 |
204 |
|
Хлеб пшеничный, грубый |
6,9 |
0,4 |
45,2 |
217 |
|
Хлеб пшеничный, лучший |
5,8 |
0,5 |
56,1 |
268 |
|
Булки городские |
7,9 |
1,9 |
53,0 |
270 |
|
Батоны |
7,5 |
1,0 |
49,5 |
240 |
|
Сухари ржаные |
7,7 |
1,3 |
64,1 |
306 |
|
Сухари пшеничные |
10,5 |
1,2 |
68,5 |
335 |
|
Сухари дорожные |
10,1 |
1,0 |
69,0 |
340 |
|
Галеты «Поход» |
12,7 |
— |
68,8 |
334 |
|
Баранки, сушки |
8,6 |
0,5 |
56,8 |
272 |
|
Печенье сухое |
12,0 |
14,6 |
58,4 |
424 |
|
Печенье сахарное |
9,9 |
9,8 |
67,7 |
408 |
|
Пряники |
8,9 |
— |
72,5 |
334 |
|
Мука ржаная |
7,5 |
1,5 |
66,2 |
315 |
|
Мука пшеничная |
8,3 |
1,4 |
65,5 |
315 |
|
Молочные продукты, жиры |
||||
|
Молоко коровье цельное |
2,8 |
3,5 |
4,5 |
62 |
|
Молоко коровье обезжиренное |
2,9 |
— |
4,6 |
31 |
|
Молоко коровье цельное сухое |
22,8 |
24,4 |
36,3 |
469 |
|
Молоко сухое обезжиренное |
32,5 |
0,8 |
48,0 |
338 |
|
Молоко сгущенное с сахаром |
6,8 |
8,3 |
53,5 |
324 |
|
Молоко сгущенное без сахара |
5,5 |
7,7 |
9,6 |
133 |
|
Сливки сгущенные с сахаром |
6,2 |
18,2 |
45,9 |
383 |
|
Сыр 40 % жирности |
22,5 |
19,9 |
3,4 |
292 |
|
Сыр 45 % жирности |
21,2 |
26,9 |
2,0 |
345 |
|
Сыр 50 % жирности |
21,4 |
30,3 |
2,5 |
379 |
|
Брынза 40 % жирности |
15,1 |
18,0 |
1,9 |
237 |
|
Сыр плавленый 40 % жирности |
19,4 |
17,9 |
1,9 |
254 |
|
Масло сливочное |
0,8 |
78,2 |
0,6 |
733 |
|
Масло топленое |
— |
93,5 |
— |
869 |
|
Масло подсолнечное |
— |
94,9 |
— |
882 |
|
Маргарин столовый |
1,0 |
83,0 |
0,8 |
780 |
|
Маргарин молочный |
0,4 |
77,1 |
0,4 |
720 |
|
Сало свиное |
1,6 |
82,1 |
— |
841 |
|
Жир бараний топленый |
— |
99,7 |
— |
897 |
|
Жир говяжий топленый |
— |
99,7 |
— |
897 |
|
Грудинка копченая |
9,5 |
54,9 |
— |
545 |
|
Корейка копченая |
10,5 |
54,0 |
— |
549 |
|
Яйцо |
12,0 |
11,4 |
0,5 |
157 |
|
Яичный порошок |
49,9 |
34,2 |
— |
522 |
|
Мясо и мясные продукты |
||||
|
Колбаса сырокопченая |
20,4 |
37,4 |
— |
431 |
|
Колбаса полукопченая |
13,5 |
35,0 |
— |
370 |
|
Колбаса любительская вареная |
12,0 |
26,0 |
— |
290 |
|
Печень |
18,1 |
4,1 |
3,0 |
124 |
|
Почки |
16,2 |
4,1 |
0,5 |
106 |
|
Свинина тушеная консерв. |
13,4 |
27,8 |
0,3 |
315 |
|
Говядина тушеная консерв. |
16,5 |
19,4 |
0,4 |
186 |
|
Баранина тушеная консерв. |
15,7 |
19,3 |
0,3 |
245 |
|
Паштет мясной консерв. |
10,7 |
12,6 |
3,1 |
174 |
|
Паштет печеночный консерв. |
15,6 |
25,2 |
1,0 |
302 |
|
Куриное филе консерв. |
19,8 |
3,4 |
0,1 |
113 |
|
Рыба и рыбные продукты |
||||
|
Шпроты в масле |
16,0 |
30,8 |
0,7 |
354 |
|
Горбуша в собственном соку |
18,9 |
7,0 |
0,5 |
144 |
|
Печень трески в собственном соку |
4,2 |
65,2 |
1,2 |
628 |
|
Печень трески в томате |
3,6 |
54,1 |
2,9 |
530 |
|
Килька пряного посола |
13,5 |
9,5 |
— |
150 |
|
Крупы и макаронные изделия |
||||
|
Горох |
15,7 |
2,2 |
50,1 |
293 |
|
Гречневая |
8,8 |
2,3 |
63,4 |
317 |
|
Кукуруза |
8,4 |
4,3 |
64,9 |
340 |
|
Манная |
9,5 |
0,7 |
70,4 |
334 |
|
Овсяная |
8,9 |
5,9 |
59,8 |
336 |
|
Перловая |
6,3 |
1,2 |
66,2 |
310 |
|
Пшено |
8,4 |
2,3 |
62,4 |
324 |
|
Пшеничная крупа «Артек» |
12,5 |
0,7 |
71,8 |
326 |
|
Рис |
6,7 |
0,9 |
72,8 |
334 |
|
Фасоль |
16,2 |
1,9 |
50,6 |
292 |
|
Ячневая |
6,3 |
1,2 |
66,2 |
310 |
|
Макароны, лапша, вермишель |
9,3 |
0,8 |
70,9 |
336 |
|
Сахар, кондитерские изделия |
||||
|
Сахар-рафинад, песок |
— |
— |
99,8 |
400 |
|
Мед |
0,3 |
— |
77,2 |
318 |
|
Карамель леденцовая |
— |
— |
89,2 |
357 |
|
Карамель с помадной начинкой |
— |
— |
83,4 |
333 |
|
Конфеты шоколадные, помадные |
3,6 |
9,9 |
71,8 |
390 |
|
Шоколад молочный (десертный) |
6,9 |
39,9 |
44,2 |
556 |
|
Какао (порошок) |
23,6 |
20,2 |
17,9 |
350 |
|
Мармелад желейный формовой |
— |
— |
69,9 |
280 |
|
Пастила |
— |
— |
80,4 |
323 |
|
Зефир |
— |
— |
78,5 |
314 |
|
Халва арахисовая |
16,7 |
30,4 |
39,2 |
498 |
|
Халва подсолнечная |
18,8 |
31,5 |
36,7 |
506 |
|
Халва тахинная |
13,9 |
32,5 |
40,3 |
510 |
|
Повидло яблочное |
0,3 |
— |
62,0 |
250 |
|
Варенье |
0,3 |
— |
74,2 |
300 |
|
Овощи |
||||
|
Капуста белокочанная |
1,8 |
— |
4,5 |
25 |
|
Капуста сушеная |
13,5 |
— |
47,6 |
244 |
|
Картофель |
1,7 |
— |
20,0 |
86 |
|
Картофель сушеный или крупка |
6,1 |
— |
72,3 |
315 |
|
Морковь |
1,0 |
— |
7,4 |
34 |
|
Морковь сушеная |
13,0 |
— |
54,6 |
270 |
|
Свекла |
1,2 |
— |
8,8 |
40 |
|
Свекла сушеная |
7,4 |
— |
54,3 |
248 |
|
Лук репчатый |
2,0 |
— |
8,9 |
44 |
|
Лук репчатый сушеный |
16,0 |
— |
47,8 |
264 |
|
Лук зеленый (перо) |
1,3 |
— |
4,3 |
22 |
|
Чеснок |
5,4 |
— |
21,6 |
115 |
|
Огурцы |
0,8 |
— |
2,0 |
11 |
|
Помидоры |
0,8 |
— |
3,2 |
16 |
|
Редис |
1,0 |
— |
4,2 |
21 |
|
Горошек зеленый свежий |
4,9 |
— |
10,3 |
62 |
|
Горошек зеленый консервированный |
2,3 |
— |
6,8 |
37 |
|
Перец фаршированный консерв. |
1,4 |
6,3 |
9,9 |
101 |
|
Икра баклажанная, кабачковая |
1,6 |
10,3 |
6,8 |
128 |
|
Томатная паста |
3,5 |
— |
15,0 |
76 |
|
Борщ консервированный |
2,2 |
4,9 |
8,8 |
90 |
|
Рассольник консервированный |
3,0 |
5,0 |
11,8 |
102 |
|
Щи из свежей капусты консерв. |
2 2 |
5,0 |
8,1 |
86 |
|
Грибы белые сушеные |
30,2 |
12,6 |
29,3 |
362 |
|
Грибы белые свежие |
0,8 |
0,8 |
5,0 |
32 |
|
Маслята свежие |
1,7 |
0,3 |
3,3 |
21 |
|
Опята свежие |
1,7 |
0,5 |
3,8 |
23 |
|
Фрукты, ягоды, орехи |
||||
|
Яблоки |
0,3 |
— |
11,5 |
48 |
|
Смородина черная |
0,7 |
— |
9,8 |
43 |
|
Смородина красная |
0,5 |
— |
10,5 |
44 |
|
Малина |
0,9 |
— |
9,2 |
41 |
|
Земляника |
1,5 |
— |
8,9 |
43 |
|
Клюква |
0,3 |
— |
8,6 |
39 |
|
Сухофрукты |
3,0 |
— |
62,0 |
260 |
|
Абрикосы без косточки (курага) |
5,2 |
— |
65,9 |
284 |
|
Виноград (изюм) |
1,8 |
— |
70,9 |
291 |
|
Виноград (кишмиш) |
2,3 |
— |
71,2 |
294 |
|
Груши сушеные |
2,3 |
— |
62,1 |
248 |
|
Персики (курага) |
3,0 |
— |
68,5 |
286 |
|
Чернослив |
2,3 |
— |
65,6 |
272 |
|
Яблоки сушеные |
3,2 |
— |
68,0 |
285 |
|
Орехи грецкие |
13,6 |
56,0 |
11,7 |
621 |
|
Орехи лесные |
14,1 |
60,8 |
7,7 |
636 |
|
Орехи кедровые |
16,2 |
60,0 |
12,3 |
654 |
|
Миндаль |
18,2 |
50,5 |
11,9 |
575 |
|
Напитки |
||||
|
Чай с сахаром |
— |
— |
14,9 |
59 |
|
Кофе с молоком |
3,5 |
3,6 |
19,6 |
116 |
|
Молоко кипяченое |
3,5 |
3,6 |
4,7 |
66 |
|
Какао |
5,4 |
5,7 |
32,8 |
203 |
|
Кисель фруктово-ягодный |
0,2 |
— |
17,3 |
70 |
|
Компот из сухофруктов |
0,6 |
— |
21,1 |
85 |
|
Компот консерв. |
0,4 |
— |
20,0 |
82 |
|
Сок томатный |
0,9 |
— |
3,1 |
16 |
|
Сок яблочный |
0,3 |
— |
10,6 |
44 |
|
Сок виноградный |
0,4 |
— |
18,2 |
74 |
( в среднем)Все данные приведены в расчете на 100 г съедобной части продукта, освобожденного от отходов при холодной кулинарной обработке (например, картофель, очищенный от кожуры, мясо без костей и т. д.).
При необходимости пересчета химического состава на целый (не подвергнутый холодной кулинарной обработке) продукт следует учесть средние размеры отходов при подобной обработке (таблица 5).
Таблица 5
|
Наименование продуктов |
Несъедобная часть, % от общей товарной части продукта |
|
Горох, фасоль |
0,5 |
|
Ядрица, рис, пшено, перловая, ячневая крупы, «Полтавская», «Артек» |
1,0 |
|
Геркулес |
— |
|
Овсяная |
1,5 |
|
Гречневый продел |
2,0 |
|
Твердые сыры |
3,0-4,0 |
|
Мягкие сыры |
1,0-2,0 |
|
Плавленые сыры |
0,5 |
|
Колбасный копченый сыр |
4,0 |
|
Брынза, сулугуни |
— |
|
Капуста белокочанная |
20 |
|
Капуста цветная |
25 |
|
Картофель |
28 |
|
Лук репчатый |
16 |
|
Морковь |
20 |
|
Томаты |
5 |
|
Чеснок |
15 |
|
Черемша |
20 |
|
Щавель |
20 |
|
Брусника |
5 |
|
Голубика, клюква, черника |
2 |
|
Шиповник свежий |
10 |
|
Свежие подберезовики, подосиновики, грузди, лисички, маслята, опята, сыроежки |
30 |
|
Свежие белые грибы |
24 |
|
Говядина 1 категории |
25 |
|
Баранина 1 категории |
26 |
|
Свинина мясная |
15 |
|
Колбасы вареные, варено- копченые, полукопченые, сырокопченые |
1 |
|
Сосиски |
1,5 |
|
Грудинка сырокопченая (со шкуркой и костями) |
14 |
|
Потрошеные куры, гуси, утки, индейки |
22-25 |
|
Яйца куриные 1 категории |
13 |
|
Рыба свежая, охлажденная или мороженая |
40-55 |
|
Рыба соленая |
30-45 |
|
Рыба горячего копчения |
35-40 |
|
Рыба холодного копчения |
40-55 |
|
Рыба сушеная и вяленая |
50-55 |
|
Балычные изделия |
15-20 |
|
Крабы, креветки |
68 |
|
Лимоны |
40 |
Минеральные вещества наряду с белками, жирами и углеводами являются совершенно необходимой частью пищи, оказывая физиологическое влияние и биологическое действие на организм.
Всего в тканях организма содержится около 60 различных химических элементов, в том числе в крови — более 20. Несмотря на то, что их содержание незначительно, они необходимы для протекания в организме сложных химических процессов, значительно ускоряют различные химические превращения, стимулируют кроветворные и некоторые другие важные жизненные процессы. В частности физиологическое значение их определяется участием в пластических процессах и построении костной ткани организма, в поддержании нормального солевого состава крови, в нормализации водно-солевого обмена. Особая роль принадлежит им в поддержании в организме кислотно-щелочного состояния. Последнее необходимо для обеспечения постоянства внутренней среды организма, в условиях которой протекает обмен веществ и все биохимические процессы.
В зависимости от количества содержания минеральных веществ в тканях их принято делить на макро- и микроэлементы.
Количество микро- и макроэлементов, поступающих в организм с пищей, должно восполнять количество элементов, выделяемых из организма, главным образом, с мочой и потом.
В процессе напряженной и длительной работы на маршруте сложного путешествия выход минеральных веществ из организма с потом резко усиливается. Поэтому в суточный рацион должен входить увеличенный по сравнению с обычными условиями ассортимент основных минеральных веществ (таблица 6).
Таблица 6
|
Наименование минеральных веществ |
Суточное потребление |
|
Макроэлементы |
|
|
Кальций |
2,0 |
|
Магний |
0,75 |
|
Натрий |
6,0 |
|
Фосфор |
4,0 |
|
Калий |
4,0 |
|
Железо |
0,02 |
|
Микроэлементы |
|
|
Йод |
0,0002 |
|
Медь |
0,0025 |
|
Фтор |
0,001 |
|
Цинк |
0,015 |
|
Кобальт |
0,0002 |
|
Марганец |
0,010 |
Витамины.
Регулируют процессы обмена веществ. В настоящее время известно порядка 30 витаминов, непосредственное значение для организма имеют 20 из них, а важное значение для жизнедеятельности здорового человека имеют в основном витамины А, В1, В2, В6, В15, С, Е и PP.
Значительная часть витаминов не синтезируется организмом. Поэтому витаминизация организма должна осуществляться через пищу. С пищей поступают и так называемые провитамины — вещества, из которых в кишечнике образуются (синтезируются) некоторые витамины.
Потребность в витаминах зависит от возраста, пола, характера трудовой деятельности, бытовых условий, уровня трудовой нагрузки, климатических условий, физиологического состояния организма, пищевой и калорийной ценности питания и многих других факторов. Потребность в витаминах повышается в условиях низких температур окружающего воздуха, недостатка солнечной радиации, при напряженной физической работе.
Обеспечить потребность организма во всех необходимых витаминах, довольствуясь только естественным содержанием их в пищевых продуктах, -трудно, а порой и невозможно.
Необходимо специальное обогащение пищевых продуктов витаминами.
Витаминизации подлежат такие продукты, как мука, сахар, молоко и пищевые жиры.
В условиях спортивных туристских путешествий, особенно в сложных лыжных и высокогорных маршрутах, витаминов не хватает. Это объясняется не только тем, что в связи с ограниченным весом продуктов питания рацион не содержит овощей, фруктов и ряда других продуктов, богатых витаминами, из-за их большого веса и объема. Главное в том, что в связи с тяжелым физическим трудом, с длительным передвижением, с суровыми климатическими условиями и большими нервно-психическими нагрузками активность обменных процессов резко возрастает. Увеличивается при этом и расход витаминов, играющих роль своеобразных катализаторов. Недостаток витаминов приводит к чрезмерной утомляемости, слабости, снижению работоспособности, повышению восприимчивости организма к простудным заболеваниям, к нарушению углеводного обмена — очень важного процесса в условиях кислородной недостаточности, связанной с длительным пребыванием на больших высотах, например при проведении горного путешествия.
Поэтому содержание витаминов в рационе питания туриста, совершающего сложное путешествие, должно быть увеличено по сравнению с обычными условиями (таблица 7).
Таблица 7
|
Наименование витамина |
Необходимое количество, мг |
|
|
Нормальные условия |
Условия сложного путешествия |
|
|
А — ретинол |
1,0 |
1,5 |
|
В1 — тиамин |
2,5 |
4-5 |
|
В2 — рибофлавин |
3,0 |
4-5 |
|
Вб — пиридоксин |
3,0 |
4-5 |
|
В15 — пангамовая кислота |
2,0 |
5-6 |
|
С — аскорбиновая кислота |
110,0 |
1000-2000 |
|
Е — токоферол |
15,0 |
25,0 |
|
РР — никотиновая кислота |
25,0 |
35-40 |
В качестве дополнительного источника витаминов можно рекомендовать витаминное драже для спортсменов, предназначенное для представителей тех видов спорта, в которых преобладает длительная работа на выносливость.
Одна горошина содержит (мг): РР-16, С-125, В1-6,0, В2-2,5, А-0,25. Применяя этот препарат, следует соблюдать следующее правило: в течение 8 дней подряд перед выходом на маршрут нужно насытить организм витаминами, принимая по 3-4 горошины в день. Затем уже в период путешествия — по 2 горошины: одну за завтраком, другую — за ужином.
Лучшим средством пополнения запасов витаминов служит «Ундевит» (универсальный набор дефицитных витаминов), содержащий 11 наиболее дефицитных для деятельности здорового человека витаминов. Препарат нормализует обменные процессы, способствует лучшей адаптации к кислородной недостаточности, улучшает самочувствие, повышает работоспособность. Этот препарат можно рекомендовать всем туристам.
В настоящее время промышленность выпускает разные наборы витаминов, направленные на восстановление витаминной недостаточности.
| Прикрепленный файл | Размер |
|---|---|
Тема 4.7. Организация питания в пешем походе. pdf | 496.04 кб |
Физиология человека и животных » Основной и общий обмен. Рабочая прибавка. Общие энергозатраты людей различных профессиональных групп
Основной обмен – это минимальный уровень энергозатрат, необходимый для поддержания жизнедеятельности организма в условиях физического и эмоционального покоя. Эта энергия затрачивается на осуществление функций нервной системы, синтез веществ, работу ионных насосов, поддержание температуры тела, работу дыхательной мускулатуры, сердца и почек. Основной обмен определяют утром в состоянии лежа, при максимальном расслаблении мышц, в состоянии бодрствования, при температуре 20 – 22 оС, натощак.
Величина основного обмена зависит от пола, возраста, роста, массы и площади поверхности тела, интенсивности метаболизма. Для взрослого человека основной обмен составляет примерно 1 ккал на1 кгмассы тела в час. У мужчин основной обмен в пересчете на единицу массы тела на 10 % больше, чем у женщин.
Это связано с тем, что мужские половые гормоны оказывают стимулирующее действие на обменные процессы, а также с тем, что у мужчин относительно больше мышечной ткани и меньше – жировой, чем у женщин. В среднем у мужчин основной обмен равен 1600 – 1700 ккал/сутки, у женщин – 1400 – 1500 ккал/сутки.
У детей процессы анаболизма преобладают над процессами катаболизма, поэтому у них значения основного обмена больше, чем у взрослых (в среднем 1,8 ккал/кг/ч в 7 лет и 1,3 ккал/кг/ч в 12 лет).
Интенсивность основного обмена примерно на 50 % обусловлена расходами энергии на поддержание работы печени и покоящейся скелетной мускулатуры.
Должный основной обмен отражает норму основного обмена для конкретного индивидуума с учетом пола, возраста, роста и массы тела. Он определяется по специальным таблицам. Особенно сильно величина основного обмена зависит от площади поверхности тела. Правило Рубнера – закон поверхности тела: энергетические затраты теплокровного организма в покое прямо пропорциональны величине поверхности тела.
Реальная величина основного обмена может отличаться от должного основного обмена не более чем на 15 %. При гиперфункции щитовидной железы основной обмен может превышать норму на 20 % и более.
Общий обмен энергии включает в себя энергозатраты организма в условиях активной деятельности и состоит из основного обмена, рабочей прибавки и специфического динамического действия пищи.
Специфическое динамическое действие пищи включает в себя усиление интенсивности обмена веществ и увеличение энергозатрат под влиянием приема пищи. Проявляется в течение 1 – 3 часов после приема пищи.
Рабочая прибавка – это энергозатраты на выполнение любых видов работ, производимых организмом. Величина рабочей прибавки зависит от вида деятельности человека. Например, при тяжелой мышечной работе энергозатраты могут быть во много раз больше, чем в состоянии физического покоя, при легкой физической работе и умственном труде расходы энергии увеличиваются на 20 – 30 %.
Величина общего обмена энергии отражает степень физической активности человека. Если она низкая, то это свидетельствует о гипокинезии или гиподинамии: на этом фоне возрастает риск развития атеросклероза, ишемической болезни сердца, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки и т.д. По данным ВОЗ, для поддержания высокой работоспособности каждому человеку необходимо ежедневно не менее 20 мин заниматься какой-либо физически активной деятельностью.
По международной классификации, предельно допустимая по тяжести работа не должна превышать по энергозатратам уровень основного обмена больше, чем в 3 раза (табл. 2).
Таблица 2
Энергозатраты различных профессиональных групп населения (по классификации ВОЗ)
| Пол | Легкий труд | Средний труд | Тяжелый труд |
| Мужчины | 1,7 основного обмена(до 2 ккал/кг/ч) | 2,7 основного обмена(до 3 ккал/кг/ч) | 3,8 основного обмена(до 4,5 ккал/кг/ч) |
| Женщины | 1,7 основного обмена(до 2 ккал/кг/ч) | 2,2 основного обмена(до 2,5 ккал/кг/ч) | 2,8 основного обмена(до 3 ккал/кг/ч) |
В каждом виде трудовой деятельности есть элементы физического труда, при котором совершается мышечная работа, и элементы умственного труда.
Поэтому для объективной оценки предложено различать тяжесть труда и его напряженность. Тяжесть работы определяется нагрузкой на скелетные мышцы и характеризуется энергетическими затратами организма, физиологичностью рабочей позы, степенью изменения физиологических функций (частота сердцебиений, артериальное давление, частота дыханий, развитие утомления). Соответственно выделяют группы легкого, среднего и тяжелого труда по энергозатратам на выполнение работ. Исходя из подсчета затраченных калорий, выделяют следующие категории труда: легкий труд –2200 – 3300 ккал/сутки, средний – 2350 – 3500, тяжелый – более 3700 ккал/сутки.
Напряженность труда характеризуется объемом воспринимаемой информации, степенью напряжения внимания, состоянием анализаторных систем, эмоциональным напряжением. Выделяют 4 группы труда:
1 – ненапряженный,
2 – малонапряженный,
3 – напряженный,
4 – очень напряженный.
По этим критериям труд студентов оценивают как легкий по тяжести, но 3 – 4 степени по напряженности.
Например, энергозатраты организма увеличиваются при умственной работе в сочетании с легкой мышечной деятельностью и психоэмоциональным напряжением на 15 – 19 % и более, исходя из чего у работников умственного труда средние суточные затраты энергии составляют 2400 – 2800 ккал/сутки. В то же время у студентов, учитывая более интенсивный метаболизм и высокий уровень психоэмоциональной нагрузки, среднесуточные затраты, как правило, превышают этот уровень (около 3000 ккал/сутки).
5 способов тратить больше калорий без тренировок
1. Поддерживайте низкую температуру в помещении
Старайтесь поддерживать прохладную температуру в комнате, особенно во время сна, и чаще бывать на свежем воздухе. Холод повышает количество бурого жира — разновидности жировой ткани, которая тратит энергию, чтобы обогреть организм. Учёные выяснили, что у взрослых людей 50–100 г бурого жира увеличивают энергетические затраты на 150–300 ккал в день.
Исследование 2014 года показало, что при наличии бурого жира долгое пребывание (5–8 часов) в холодной комнате значительно увеличивает расход энергии, ускоряет утилизацию глюкозы по всему телу и повышает чувствительность к инсулину.
А исследование Франческо Цели (Dr. Francesco S. Celi) и Пола Ли (Dr. Paul Lee) установило, что регулярный сон в холодной комнате (19 °С) в течение месяца увеличивает объём бурых жировых клеток на 42%, а их метаболическую активность — на 10%. Кроме того, у участников исследования повысилась чувствительность к глюкозе, а также увеличилось количество лептина (гормона, подавляющего аппетит) и адипонектина (повышает чувствительность к инсулину, имеет противовоспалительный и антиатерогенный эффекты).
2. Чаще сидите на полу
Если вы смотрите телевизор на полу, а не на мягком диване или кресле, больше мышц напрягается, просто чтобы поддерживать тело в определённом положении. Также больше энергии тратится на то, чтобы сесть на пол и встать с него.
Помимо траты калорий, сидение на полу улучшает гибкость, тонус мышц и осанку.
Наше тело приспособлено для выполнения полного приседания, а современный человек весь день выполняет его только в половину диапазона.
В результате мы постепенно теряем гибкость и подвижность суставов.
Вернув полный диапазон движения, вы улучшите осанку, поддержите гибкость мышц и сухожилий и даже продлите жизнь. Исследование бразильских учёных 2012 года показало, что неспособность сесть на пол и встать с него без помощи рук увеличивает риск смерти в пожилом возрасте.
Сидя на полу, вы можете смотреть телевизор или играть в видеоигры, разговаривать по телефону, читать книги, перекусывать или даже обедать: вынужденные движения корпуса во время такой трапезы улучшат пищеварение.
3. Жуйте жвачку
Джеймс Левин (James Levine) и Полетта Боколь (Paulette Baukol) из клиники Майо выяснили, что жевание жвачки увеличивает энергозатраты на 11 ккал в час.
Более того, жвачка помогает потреблять меньше калорий и при этом чувствовать себя более энергичным. Кэтлин Мелансон (Kathleen Melanson), профессор нутрициологии в Род-Айлендском университете, исследовала влияние жвачки без сахара на контроль веса.
Когда участники исследования жевали жвачку в течение одного часа утром (три 20-минутных отрезка), они потребляли на 67 ккал меньше на завтрак и не компенсировали их в течение дня.
Оценивая своё состояние, участники заявляли, что чувствуют прилив энергии и меньший голод после жевания жвачки.
Исследователи предположили, что сам процесс жевания стимулирует нервы в жевательных мышцах, которые отправляют сигналы в зоны аппетита в мозге, связанные с чувством насыщения. Это объясняет, почему испытуемые были менее голодны.
4. Ходите под динамичную музыку
Исследование итальянских учёных 2016 года показало, что при прослушивании энергичной музыки быстрее повышается сердечный ритм.
Одна группа участниц крутила педали на велотренажёре под музыку с темпом 150–170 BPM, другая — под ритмичную музыку с высоким BPM, а третья — вообще без музыки. В результате группы, тренирующиеся под энергичную музыку, быстрее достигали аэробной зоны (50–60% от максимальной частоты сердечных сокращений), а после достижения порога в 75% от максимальной ЧСС ритмичная музыка помогала им поддерживать темп и ускоряться.
Если вы не устраиваете себе кардиотренировок, то просто ходите под ритмичную музыку, например, на работу или в магазин. Так вы будете двигаться быстрее и потратите больше калорий.
5. Получайте новые знания
В спокойном состоянии мозг потребляет около 420 ккал в сутки и утилизирует около 60% всей глюкозы в организме. А во время активной умственной деятельности потребление калорий возрастает ещё больше.
Несколько британских экспериментов показали, что решение сложных задач повышает потребление глюкозы. В процессе эксперимента одна группа выполняла простые действия, такие как повторяющееся нажатие на кнопку, а другая решала математические задачи. У участников, решающих сложные примеры, уровень глюкозы упал. Это значит, что в процессе они потратили больше калорий.
Исследование 2004 года показало, что уровень глюкозы изменялся в ответ на выполнение теста Струпа, требующего высокой концентрации. Кроме того, учёные заметили взаимосвязь между уровнем глюкозы и точностью ответов.
Таким образом, чем больше сосредоточен человек, тем больше энергии потребляет его мозг.
Чтобы тратить больше калорий во время умственной активности, задание должно быть сложным и интересным. Только так вы сможете поддерживать высокую степень концентрации.
Хорошая новость состоит в том, что чем больше вы тренируете мозг, тем больше калорий он потребляет. В ходе исследования Геральд Ларсон (Gerald E. Larson) обнаружил, что чем выше умственные способности человека, тем больше глюкозы потребляет кора мозга во время работы.
Однако надо отметить, что никакая умственная активность не сравнится с физическими упражнениями и простая домашняя тренировка сожжёт больше калорий, чем самый сложный математический пример.
Читайте также 🧐
Энергопотребление – обзор
1 Введение: устойчивость и устойчивая мобильность
Основная идея этой главы, по сути, состоит в том, что недостаточно рассматривать устойчивость социального явления, называемого мобильностью, как если бы это был изолированный компонент.
наших обществ; и еще меньше в городах и крупных мегаполисах. Устойчивую мобильность следует рассматривать с точки зрения сложного компонента сложной динамической системы; и это требует глобального целостного подхода, рассматривающего систему как единое целое.
В 1972 году Организация Объединенных Наций организовала первую Конференцию Организации Объединенных Наций по окружающей среде человека и поручила докторам. Рене Дюбо и Барбара Уорд за подготовку неофициального отчета (Ward and Dubos, 1972), опубликованного издательством Penguin Books. У издания книги, которое я купил, была привлекательная для того времени обложка: одна из первых фотографий, сделанных миссиями «Аполлон», на которой Земля изображена как круглое сине-коричневое пятно, изолированное и погруженное в черноту космоса. Ныне такие картины распространены, и мы часто видели еще более впечатляющие виды; но сила сообщения, переданного этой картиной, идеально соответствует этому сообщению, остается актуальной и сегодня.
Одно сообщение, которое повторялось на протяжении всей книги в качестве лейтмотива, четко формулировало основные концепции, на которых основана идея устойчивости: Земля — это изолированный космический корабль, автономный, путешествующий по Вселенной, и она представляет собой экосистему как таковую, в которой человека можно считать мешающим элементом. Поэтому наша главная задача — сформулировать проблемы, вытекающие из ограничений этого космического корабля, и выявить модели коллективного поведения, совместимые с процветанием будущих цивилизаций.Человек должен взять на себя ответственность служить распорядителем этого сосуда. Отголоски этих идей годы спустя можно было найти в определении устойчивости в отчете Брундтланд (Brundtland, 1987): «Устойчивое развитие — это развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего, не ставя под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности. ” Далее были высказаны две ключевые идеи: что «человек есть только стюард корабля Земля», имея в виду, что стюард не является ни владельцем, ни капитаном; и что Землю следует рассматривать как изолированную экосистему.
Этот взгляд можно перевести в более точную формулировку: что Земля термодинамически ведет себя как закрытая система, другими словами, открытая система по отношению к энергии и закрытая по отношению к материи.
В то же время глобальная концепция устойчивости может применяться и к городам, тем местам, в которых сосредоточена наибольшая и наиболее интенсивная доля человеческой деятельности, потребляющей ресурсы этого сосуда, Земли. Ключевой идеей, которая переводит эти концепции в городское пространство, является идея «Городского метаболизма.Идея моделирования городских районов навеяна аналогией с биологическим метаболизмом, явно сформулированной Вольманом (Wolman, 1965): «Метаболические потребности города можно определить как все материалы и товары, необходимые для поддержания жизнедеятельности жителей города дома, на работе. и в игре. […] Метаболический цикл не завершается до тех пор, пока отходы и остатки повседневной жизни не будут удалены и утилизированы с минимальными неудобствами и опасностями.
Поскольку человек пришел к пониманию того, что Земля представляет собой закрытую экологическую систему […], у него есть ежедневное свидетельство его глаз и носа, говорящее ему, что эта планета не может без ограничений ассимилировать необработанные отходы его цивилизации.[…] Метаболизм города включает в себя бесчисленные операции ввода-вывода […], сосредоточенные на трех входах, общих для всех городов, а именно: вода, пища и топливо , и три выхода: сточные воды, твердые отходы и загрязнители воздуха. . »
Newman (1999) формализует идею Уолмана, добавляя более подробное описание входов и выходов. Эта концепция городского метаболизма, придуманная Вольманом, стала фундаментальной для развития городов и устойчивых сообществ.Кеннеди и др. (2007) синтетически переопределяют это понятие как «общую сумму технических и социально-экономических процессов, происходящих в городах, приводящих к росту, производству энергии и устранению отходов […] Метаболические потребности города можно определить как все материалы и товары, необходимые для поддержания жизни жителей города дома, на работе и в развлечениях.
[…] Метаболический цикл не завершается до тех пор, пока отходы и остатки повседневной жизни не будут удалены и утилизированы с минимальными неудобствами и опасностями.Когда человек понял, что Земля представляет собой закрытую экологическую систему […], он ежедневно видит, что его глаза и нос говорят ему, что эта планета не может без ограничений ассимилировать необработанные отходы его цивилизации». С практической точки зрения изучение метаболизма в городах предполагает построение глобальных моделей, которые количественно определяют входы, выходы и накопление энергии, воды, питательных веществ, материалов и отходов в городском регионе.
Кеннеди и др. (2010) описывают, как исследования городского метаболизма были маргинализированы на протяжении десятилетий, но недавно пережили сильное возрождение, когда концепция расширилась от аналогии отдельного организма до аналогии множества организмов, таким образом концептуализируя город более подходящим образом. как экосистема.По мнению этих авторов, если верно, что города, как и организмы, потребляют ресурсы из окружающей их среды и возвращают их в виде остатков, то не следует забывать, что города более сложны, чем изолированные организмы; и поэтому они предлагают, чтобы устойчивые города были вдохновлены природными экосистемами и были способны быть энергетически самодостаточными, уравновешивая свои входы и выходы таким образом, чтобы поддерживать их массы за счет определенных процессов переработки.
Это представляет собой шаг вперед путем превращения этих качественных подходов в оперативные подходы количественного характера, т.е.т. е. путем перевода этих качественных концептуальных моделей в модели, которые могут быть реализованы на компьютере. Это открывает путь для количественного анализа, который оценивает влияние альтернативной политики управления городом и делает прогноз вероятного будущего с точки зрения альтернативных рациональных сценариев, которые можно сформулировать. Но очевидно, что любая модель, направленная на достижение этих целей, должна быть глобально интегрированной моделью города, сложной системой, учитывающей все компоненты, а также их взаимодействия и взаимозависимости .Один из наиболее успешных подходов к моделированию с этой точки зрения принимает во внимание людей и их деятельность, то есть микроскопический подход, основанный на анализе деятельности, выходящий за рамки обычного прежнего анализа, основанного именно на агрегированных представлениях о потреблении энергии, связанных с жильем и транспортом.
которые, таким образом, ограничиваются выбором жилья, моделями транспорта (включая источники топлива и энергии) и моделями использования. Предлагаемый альтернативный подход предполагает, что потребление энергии зависит от более сложного набора взаимодействий между городской формой и деятельностью человека, на которые также влияют внешние факторы, такие как административная политика, технологии, экономика, инвестиции и условия регулирования.Взаимосвязь между этими факторами и потреблением энергии в целом носит долгосрочный и эндогенный характер. Например, рост цен на топливо влияет на широкий спектр краткосрочных и долгосрочных решений. В краткосрочной перспективе количество поездок, состоящих из модальных цепочек и использования общественного транспорта, может увеличиться; но в долгосрочной перспективе они могут вызвать изменения в местах проживания, которые находятся ближе к местам работы. Они также могут привести к изменениям в автомобильных технологиях, направленных на повышение эффективности, таких как гибридные автомобили; или они могут просто использовать возможности, предлагаемые новыми технологиями, и заменить физическую мобильность виртуальной мобильностью с помощью «удаленной работы».
Потребление энергии, связанное с транспортом, таким образом, является функцией комбинированных краткосрочных и долгосрочных поведенческих решений, на которые может влиять широкий спектр политики, инвестиций, правил, технологических изменений и т. д. Эти сложные взаимодействия обязательно должны быть захвачены для построения интегрированной модели городской формы, деятельности человека, использования энергии, землепользования, потребления энергии и выбросов, что, таким образом, позволит правильно оценить цели устойчивого развития .Пандит и др. (2015) предложили концептуальную модель, которая отражает взаимодействие между землепользованием, транспортом и энергией для «системы городской инфраструктуры» (СИЮ). Основные взаимосвязи, изображенные на рис. 16.1, следующие:
Рисунок 16.1. Взаимосвязь в системе городской инфраструктуры (ГИС) и взаимосвязь ГИС с природными экологическими системами и социально-экономическими системами.
Пандит А. и др., 2015 г. Экология инфраструктуры: развивающаяся парадигма устойчивого развития городов.
Журнал чистого производства. doi: 10.1016/j.jclepro.2015.09.010. - •
-
Энергетика ↔ Транспорт. «Ключевым примером является энергия, необходимая для питания транспортного парка. Топливо, используемое для транспорта, изменяет спрос в энергетических секторах. В документе подсчитано, что 50-процентное проникновение подключаемых гибридных электромобилей может увеличить общий спрос на электроэнергию на 6–9% в зависимости от региона».
- •
-
Землепользование ↔ Транспорт. «Схема землепользования диктует характер передвижения жителей.Повышение региональной доступности для большего числа жителей центральных районов приводит к снижению количества вождений на 10–40% по сравнению с их коллегами на окраинах города. Транспортное планирование часто оказывает предписывающее воздействие на модель роста городского региона. Эмпирические оценки показывают, что одно новое шоссе, проложенное через центральный город, сокращает его население примерно на 18%».
- •
-
Землепользование ↔ Энергетика ↔ Транспорт.
«Схема землепользования влияет на структуру потребления энергии для транспорта, бытового использования электроэнергии и отопления домов.Жители центра города выбрасывают в среднем на 2–6 тонн связанного с энергетикой CO 2 на домохозяйство по сравнению с жителями пригородов».
Взаимосвязи и взаимозависимости, о которых часто забывают или лишь косвенно принимают во внимание, являются обычными рассуждениями об устойчивой мобильности, которые основаны на трех основных концепциях:
- •
-
Социальная устойчивость доступность для деятельности, присущая любому человеческому обществу, а именно для граждан, проживающих в городах и мегаполисах.
- •
-
Экологическая устойчивость, которая должна обеспечивать здоровые условия, необходимые для поддержания качества жизни.
- •
-
Изменение климата , то есть необходимость пересмотра всех технических аспектов транспортных средств и источников энергии в транспортных системах, чтобы гарантировать требования мобильности.
Непосредственным следствием такого подхода в отношении будущего мобильности является то, что в нем обычно доминируют технологические перспективы, которые в целом можно сгруппировать в следующие три доминирующие области:
- 1.
-
Автомобильные технологии: электрические, подключенные и автономные (без водителя) транспортные средства;
- 2.
-
Источники энергии и двигательные технологии;
- 3.
-
Приложения, поддерживаемые информационными и коммуникационными технологиями (ИКТ), которые используют повсеместное проникновение вычислительных и сенсорных устройств, а именно всех типов персональных устройств, таких как мобильные телефоны и связанные сенсорные сети.
Однако размышление только о технологиях — или преимущественно — о технологиях неявно подразумевает, что мы всегда будем делать одни и те же вещи, но по-разному, например, просто заменяя автомобили, работающие на ископаемом топливе, на электромобили, исходя из предположения, что концепция мобильность, связанная с личной моторизацией, не изменится.
Другими словами, мы предполагаем, что новые технологии будут применяться к различным задачам, не меняя их характера. Альтернатива, которую я планирую развить и обосновать в этой главе, состоит в том, что технология может обеспечить иную точку зрения, позволяя делать разные вещи или даже делать одни и те же вещи по-разному. Таким образом, мы не должны ни подчиняться технологии, ни подчиняться ей. Вместо этого мы должны считать технологию необходимым, но недостаточным условием. Поэтому ключевой вопрос: каковы достаточные условия?
Узнайте об энергии и ее воздействии на окружающую среду
Преимущества чистой энергии
- Снижение загрязнения воздуха и выбросов парниковых газов
- Снижение счетов за электроэнергию для потребителей
- Расширенное государственное и местное экономическое развитие и создание рабочих мест
- Повышение надежности и безопасности энергосистемы
Что такое чистая энергия?
Чистая энергия включает возобновляемые источники энергии, энергоэффективность и эффективное комбинированное производство тепла и электроэнергии.
Как использование энергии влияет на окружающую среду?
Все формы производства электроэнергии оказывают воздействие на окружающую среду, воздух, воду и землю, но оно варьируется. Около 40% всей энергии, потребляемой в Соединенных Штатах, используется для выработки электроэнергии, что делает использование электроэнергии важной частью воздействия каждого человека на окружающую среду.
Более эффективное производство и использование электроэнергии снижает как количество топлива, необходимого для производства электроэнергии, так и количество парниковых газов и других загрязнителей воздуха, выбрасываемых в результате.Электроэнергия из возобновляемых источников, таких как солнечная, геотермальная и ветровая, как правило, не способствует изменению климата или местному загрязнению воздуха, поскольку топливо не сжигается.
Топливная смесь для производства электроэнергии в США
На приведенной ниже диаграмме показано, что большая часть электроэнергии в Соединенных Штатах вырабатывается с использованием ископаемого топлива, такого как уголь и природный газ.
Небольшой, но растущий процент генерируется с использованием возобновляемых ресурсов, таких как солнечная энергия и ветер.
Каково мое личное влияние?
Выбросы, вызванные производством электроэнергии, различаются по стране из-за многих факторов, в том числе:
- Сколько электроэнергии вырабатывается,
- Используемые технологии производства электроэнергии и
- Используемые устройства контроля загрязнения воздуха
Используйте калькулятор углеродного следа домохозяйства EPA, чтобы оценить годовые выбросы вашего домохозяйства и найти способы сократить выбросы.
Используйте Power Profiler для создания отчета о воздействии производства электроэнергии на окружающую среду в вашем районе США. Все, что вам нужно, это ваш почтовый индекс. Использование Power Profiler занимает около пяти минут.
Для получения более подробной информации посетите Интегрированную базу данных о выбросах и генерирующих ресурсах (eGRID), всеобъемлющий источник данных об экологических характеристиках почти всей электроэнергии, вырабатываемой в Соединенных Штатах.
Как уменьшить влияние?
Существует множество способов уменьшить воздействие вашего энергопотребления на окружающую среду.Посетите страницу уменьшения воздействия, чтобы узнать больше.
(PDF) Влияние потребления энергии и деятельности человека на выбросы углерода в Пакистане: применение модели STIRPAT
Dai D, Liu H (2011) Эмпирическое исследование и анализ модели
STIRPAT урбанизации и выбросов CO2 в Китае. Adv Inf Sci Serv Sci
3(11):78–95
Дестек М.А., Аслан А. (2017) Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии
Потребление и экономический рост в странах с развивающейся экономикой: данные
из панели начальной загрузки причинно-следственная связь .Renew Energy 111:757–763
Esso LJ, Keho Y (2016) Потребление энергии, экономический рост и
выбросы углерода: коинтеграция и данные о причинно-следственной связи из выбранных
ed африканских стран. Энергия 114:492–497
Франклин Р.
С., Рут М. (2012) Выращивание и очистка: экологическая
ментальная кривая Кузнеца. Appl Geogr 32(1):29–39
Ghosh S (2010) Изучение связи выбросов углерода с экономическим ростом для
Индия: многомерный коинтеграционный подход.Energy Policy 38(6):
3008–3014
Govindaraju VC, Tang CF (2013) Динамические связи между выбросами CO2, экономическим ростом и потреблением угля в Китае и Индии.
Appl Energy 104:310–318
Hang G, Yuan-Sheng J (2011) Взаимосвязь между выбросами CO2,
экономическим масштабом, технологией, доходом и населением в Китае.
Procedia Environ Sci 11:1183–1188
Hanif I (2017) Связь между экономикой, энергетикой и окружающей средой в Латинской Америке
и Карибском бассейне.Energy 141:170–178
Hanif I (2018) Влияние экономического роста, потребления невозобновляемой и возобновляемой
энергии и урбанизации на выбросы углерода в странах Африки к югу от
Сахары. Environ Sci Pollut Res 25(15):15057–15067
Hanif I, Gago-de-Santos P (2017) Важность контроля численности населения
и макроэкономической стабильности для снижения деградации окружающей среды: эмпирическая проверка экологическая кривая Кузнеца для
развивающихся стран.
Environ Dev 23(3):1–9
Hanif I, Raza SMF, Gago-de-Santos P, Abbas Q (2019) Ископаемое топливо,
прямые иностранные инвестиции и экономический рост вызвали
выбросы CO2 в развивающихся Азиатские экономики: некоторые эмпирические данные. Энергия 171:493–501
Хассан С.А., Заман К., Гул С. (2015) Взаимосвязь между треугольником «рост-
неравенство-бедность» и ухудшением состояния окружающей среды:
раскрытие реальности. Arab Economics and Business Journal 10(1):
57–71
Джавид М., Шариф Ф. (2016) Экологическая кривая Кузнеца и финансовое
развитие в Пакистане.Renew Sust Energ Rev 54:406–414
Kang YQ, Zhao T, Yang YY (2016) Экологическая кривая Кузнеца для
выбросов CO2 в Китае: подход на основе пространственных панельных данных. Ecol Indic
63:231–239
Kasman A, DumanYS (2015) Выбросы CO2, экономический рост, потребление энергии
, торговля и урбанизация в новых членах ЕС и странах-кандидатах
: анализ панельных данных.
Econ Model 44:97–103
Lee S, Oh DW (2015) Экономический рост и окружающая среда в Китае:
эмпирические данные с использованием данных на уровне префектур.China Econ Rev 36:
73–85
Liddle B, Lung S (2010) Возрастная структура, урбанизация и изменение климата
в развитых странах: пересмотр STIRPAT для дезагрегированного населения и связанных с потреблением воздействий на окружающую среду . Popul
Environ 31(5):317–343
Lin W, Chen B, Luo S, Liang L (2014) Факторный анализ потребления энергии жилыми
на уровне провинций в Китае. Устойчивое развитие
6(11):7710–7724
Liu Y, Zhou Y, Wenxiang W (2015) Оценка воздействия населения,
доходов и технологий на потребление энергии и промышленные выбросы загрязняющих веществ в Китае.Appl Energy 155:904–917
Мальтус Т. (1798) Очерк принципа народонаселения. J. Johnson, in
Кладбище Святого Павла, Лондон
Martinez-Zarzoso I, Bengochea-Morancho A, Morales-Lage R (2007)
Воздействие населения на выбросы CO
2
выбросы: доказательства из
стран Европы.
Environ Resour Econ 38:497–512
Обзор экономического положения Пакистана (2017 г.) Обзор экономического положения Пакистана.
Опубликовано Финансовым отделом правительства Пакистана
Pastpipatkul P, Panthamit N (2011) Воздействие населения на выбросы двуокиси углерода
: данные провинциальной панели из Таиланда.
Таиландское эконометрическое общество 3:258–267
Песаран М.Х., Шин Ю., Смит Р.Дж. (2001) Подходы проверки границ к
анализу отношений уровней. J Appl Econ 16(3):289–326
Poumanyvong P, Kaneko S, Dhakal S (2012) Воздействие урбанизации на
энергопотребление жилых домов и выбросы CO2 в стране: данные
низкий, средний и высокий — страны дохода. IDEC DP2 Series 2(5):1–
35
Рафик С., Салим Р., Нильсен И. (2016) Урбанизация, открытость, выбросы,
и энергоемкость: исследование развивающихся
стран с растущей урбанизацией.Energy Econ 56:20–28
Saboori B, Sulaiman J (2013) Выбросы CO2, потребление энергии и
экономический рост в странах Ассоциации государств Юго-Восточной Азии
(АСЕАН): подход коинтеграции.
Energy 55:813–822
Sghari MBA, Hammami S (2016) Энергия, загрязнение и экономическое развитие
в Тунисе. Energy Rep 2:35–39
Shahbaz M, Lean HH, Shabbir MS (2012) Экологическая кривая Кузнеца
Гипотеза в Пакистане: коинтеграция и причинно-следственная связь грейнджера.Renew
Sust Energ Rev 16:2947–2953
Shahbaz M, Tiwari AK, Nasir M (2013) Влияние финансового развития, экономического роста, потребления угля и открытости торговли на
выбросы CO2 в Южной Африке . Energy Policy 61:1452–1459
Shi A (2003) Воздействие демографического давления на глобальные выбросы двуокиси углерода
, 1975–1996 гг.: данные из объединенных межстрановых данных.
Ecol Econ 44(1):29–42
Соларин С.А., Аль-Мулали У., Озтюрк И. (2017) Подтверждение экологической
гипотезы кривой Кузнеца в Индии и Китае: роль потребления гидроэлектроэнергии.Renew Sust Energ Rev 80:1578–1587
Wang P, Wu W, Zhu B, Wei Y (2013) Изучение факторов воздействия
выбросов CO2, связанных с энергетикой, с использованием модели STIRPAT в
провинции Гуандун, Китай.
Appl Energy 106:65–71
Wang S, Li Q, Fang C, Zhou C (2015) Связь между экономическим ростом, потреблением энергии и выбросами CO2: эмпирические данные из Китая. Sci Total Environ 542:360–371
Wang Y, Liu L, Shangguan Z (2018) Динамика запасов углерода лесной биомассы
с 1949 по 2008 год в провинции Хэнань, Восточно-Центральный Китай.J
For Res 29(2):439–448
World Bank (2017) Показатели мирового развития. Всемирный банк.,
nd, Вашингтон, округ Колумбия
York R (2007) Демографические тенденции и потребление энергии в странах Европейского союза
, 1960-2025 гг. Soc Sci Res 36:855–872
Yu S, Zhang J, Zheng S, Sun H (2015) Оценка потенциала снижения углеродоемкости в провинции в Китае: многофакторное экологическое обучение, оптимизированное для PSO–GA Кривой метод.Energy Policy 77:46–
55
Примечание издателя Springer Nature остается нейтральной в отношении
юрисдикционных претензий в опубликованных картах и институциональной принадлежности.
Environ Sci Pollut Res
Использование энергии в промышленности
Соединенные Штаты — высокоразвитая индустриальная страна. В 2020 году на промышленный сектор приходилось 36% от общего конечного потребления энергии в США и 33% от общего потребления энергии в США. 1
В промышленности используется множество источников энергии
- Природный газ
- Нефть, такая как дистиллятное и остаточное жидкое топливо и сжиженные углеводородные газы (HGL)
- Электричество
- Возобновляемые источники, в основном биомасса, такие как жидкости для варки целлюлозы (называемые черным щелоком ) и другие отходы производства бумаги и отходы сельского хозяйства, лесного хозяйства и деревообработки
- Уголь и угольный кокс
Большинство предприятий покупают электроэнергию у электроэнергетических компаний или независимых производителей электроэнергии.Кроме того, некоторые промышленные объекты также вырабатывают электроэнергию для собственных нужд, используя топливо, которое они покупают, и/или отходы своих промышленных процессов.
Например, многие бумажные фабрики имеют комбинированные теплоэлектростанции, которые могут сжигать покупной природный газ или уголь и черный щелок, произведенный на их фабриках, для технологического тепла и для выработки электроэнергии. Некоторые производители производят электроэнергию с помощью солнечных фотоэлектрических систем, расположенных на их объектах. Некоторые промышленные объекты продают часть электроэнергии, которую они производят.
- Тепло в промышленных процессах и отопление помещений в зданиях
- Котельное топливо для производства пара или горячей воды для технологического отопления и производства электроэнергии
- Сырье (сырье) для производства таких продуктов, как пластмассы и химикаты
Промышленный сектор использует электроэнергию для работы промышленных двигателей и механизмов, освещения, компьютеров и офисного оборудования, а также оборудования для отопления, охлаждения и вентиляции помещений.
Использование энергии по видам промышленности
В промышленном секторе наибольшая доля годового промышленного потребления энергии приходится на обрабатывающую промышленность, за которой обычно следуют горнодобывающая промышленность, строительство и сельское хозяйство.
Горнодобывающая промышленность включает добычу полезных ископаемых, неминеральных продуктов, таких как камень и гравий, уголь, нефть и природный газ. Сельское хозяйство включает сельское хозяйство, рыболовство и лесное хозяйство. Производство – это физическое, механическое или химическое преобразование материалов или веществ в новые продукты.Управление энергетической информации США (EIA) делает прогнозы потребления энергии этими четырьмя основными видами промышленной деятельности в Annual Energy Outlook , которые включают типы и объемы использования энергии по типам отраслей и производителям.
- производство 77%
- горнодобывающая промышленность 12%
- строительство 7%
- сельское хозяйство 5%
Категории обрабатывающей промышленности в прогнозах УЭО в целом соответствуют Североамериканской отраслевой системе классификации (NAICS), используемой в Обследовании энергопотребления в обрабатывающей промышленности (MECS).
EIA проводит MECS каждые четыре года для сбора подробной информации об использовании и расходах энергии и других данных производственными предприятиями США. Согласно MECS 2018, совокупное потребление энергии шестью энергоемкими производственными подотраслями — химической, нефтяной и угольной, бумажной, металлургической, пищевой и нерудной минеральной продукцией — составило 16,9 квадриллиона БТЕ, или 87% от общего энергопотребления в производстве. В 2018 году три крупнейших подсектора обрабатывающей промышленности по энергопотреблению — химическая, нефтяная и угольная промышленность и бумажная — в совокупности потребляли почти 70% от общего энергопотребления в обрабатывающей промышленности.
Потребление энергии в производстве включает топливные и нетопливные источники
Производители потребляют два основных типа источников энергии — топливо и нетопливо . Потребление топлива — это использование горючих источников энергии для производства тепла и/или электроэнергии (которая, по мнению производителей, в основном предназначена для собственных нужд), а также использование электроэнергии для работы оборудования и связанных с ним производственных мощностей.
Нетопливные источники — это сырье (сырье), которое используется для производства продукции.Согласно MECS 2018, на использование топлива приходилось около 68%, а на нетопливные источники/сырье приходилось около 32% общего первого использования энергии производителями США в 2018 году. 2
| Подсектор | Топливо | Нетопливный | Всего |
|---|---|---|---|
| Химикаты | 2 815 | 4 326 | 7 141 |
| Нефть и угольные продукты | 3 342 | 903 | 4 245 |
| Бумага | 2 488 | 3 | 2 491 |
| Первичные металлы | 1 734 | 307 | 2 041 |
| Еда | 1 511 | 1 511 | |
| Нерудные полезные ископаемые | 1 161 | 1 161 | |
| Все остальные | 247 | 599 | 846 |
| Всего | 13 298 | 6 138 | 19 436 |
HGL (за исключением природного бензина) составляли 46% от общего количества U.S. Использование сырья для производства в 2018 году. HGL — это сырье для производства пластмасс и химикатов. Природный газ, следующий по величине нетопливный источник энергии для производства, является основным сырьем для производства удобрений.
- HGL 2 834 ТБТЕ46%
- природный газ 958 ТБТЕ16%
- уголь 425 ТБТУ7%
- прочие 1 920 ТБТЕ31%
В 2018 году на уголь приходилось 7% от общего объема энергетического сырья, используемого в производстве, из которых около 60% использовалось производителями первичных металлов (в основном для производства чугуна и стали), а оставшаяся часть использовалась производителями нефти и угольных продуктов.Другое сырье включало кокс, мелочь и нефтепродукты — остаточное и дистиллятное жидкое топливо, асфальт / битум, смазочные материалы, воски и нефтехимические продукты.
Среди производителей основными потребителями нетопливной энергии/сырья являются подсекторы химической, нефтяной и угольной промышленности и первичных металлов. В 2018 году на долю производителей химической продукции приходилось около 70% от общего объема нетопливного энергетического сырья, используемого в производстве, и 22% от общего объема использования топлива и нетопливной энергии/сырья в производственном секторе США.
Последнее обновление: 2 августа 2021 г.
Энергия и изменение климата — Европейское агентство по окружающей среде
Глобальный климат меняется, что создает все более серьезные риски для экосистем, здоровья человека и экономики. Недавняя оценка ЕАОС «Изменение климата, воздействие и уязвимость в Европе в 2016 году» показывает, что регионы Европы также уже сталкиваются с последствиями изменения климата, включая повышение уровня моря, более экстремальные погодные условия, наводнения, засухи и штормы.
Эти изменения происходят из-за того, что большое количество парниковых газов выбрасывается в атмосферу в результате многих видов деятельности человека во всем мире, включая, что наиболее важно, сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии, отопления и транспорта. При сжигании ископаемого топлива также выделяются загрязнители воздуха, наносящие вред окружающей среде и здоровью человека.
В глобальном масштабе использование энергии представляет собой самый крупный источник выбросов парниковых газов в результате деятельности человека. Около двух третей глобальных выбросов парниковых газов связаны со сжиганием ископаемого топлива для получения энергии, которая используется для отопления, электричества, транспорта и промышленности.В Европе энергетические процессы также являются крупнейшим источником выбросов парниковых газов, на долю которых в 2015 году приходилось 78 % общих выбросов в ЕС.
Использование и производство энергии оказывает огромное влияние на климат, и обратное также становится все более верным. Изменение климата может изменить наш потенциал производства энергии и потребности в энергии. Например, изменения в круговороте воды влияют на гидроэнергетику, а повышение температуры увеличивает потребность в энергии для охлаждения летом и снижает потребность в отоплении зимой.
Глобальная и европейская приверженность действию
Кульминацией глобальных усилий по смягчению последствий изменения климата стало Парижское соглашение в 2015 году. Благодаря этому соглашению 195 стран приняли первое в истории универсальное и юридически обязывающее глобальное соглашение по климату. Цель соглашения — ограничение повышения глобальной средней температуры значительно ниже 2 °C с одновременным ограничением роста до 1,5 °C — амбициозна и не может быть достигнута без капитального пересмотра глобального производства и потребления энергии.
Чтобы поддержать глобальную повестку дня в области климата, ЕС принял обязательные климатические и энергетические цели на 2020 год и предложил цели на 2030 год в рамках своих общих усилий по переходу к низкоуглеродной экономике и сокращению выбросов парниковых газов на 80–95 %. 2050 г. Первый набор целей в области климата и энергетики на 2020 г. включает сокращение выбросов парниковых газов на 20 % (по сравнению с уровнем 1990 г.), потребление энергии на 20 % за счет возобновляемых источников энергии и повышение энергоэффективности на 20 %. Основываясь на текущих предложениях, обсуждаемых в институтах ЕС, следующая веха 2030 года подталкивает эти цели к сокращению выбросов на 40 %, получению 27 % энергии из возобновляемых источников и повышению энергоэффективности на 27 % (или на 30 %, как недавно предложенный Европейской комиссией) по сравнению с исходным уровнем.
Снижение общих выбросов
Меры, принятые для достижения этих целей, способствуют сокращению выбросов парниковых газов в Европе. В 2015 году выбросы парниковых газов в ЕС были примерно на 22 % ниже уровня 1990 года. За исключением транспорта и секторов холодильного оборудования и холодильного оборудования, они сократились во всех основных секторах. В этот период наибольшая часть сокращения выбросов была почти поровну распределена между промышленностью и сектором энергоснабжения.
Согласно недавним оценкам ЕАОС по выбросам парниковых газов и энергии (Тенденции и прогнозы в Европе, 2016 г.), ЕС в целом находится на пути к достижению своих целей к 2020 г. Ожидается, что темпы сокращения замедлятся после 2020 года, и необходимы дополнительные усилия для достижения долгосрочных целей. В частности, несмотря на более высокую топливную экономичность автомобилей и более широкое использование биотоплива, сокращение общих выбросов от транспорта в ЕС оказалось очень сложной задачей. Ожидается, что некоторые технологические решения, такие как биотопливо второго поколения и улавливание и хранение углерода, будут способствовать общим усилиям по борьбе с изменением климата, но неясно, могут ли они быть реализованы в необходимом масштабе и будут ли они жизнеспособными и действительно устойчивыми в долгосрочной перспективе.
Решение о разделении усилий и система торговли выбросами ЕС
Что касается сокращения выбросов парниковых газов, то одним из краеугольных камней усилий Европейского Союза является Решение о разделении усилий, в котором устанавливаются обязательные ежегодные целевые показатели выбросов парниковых газов для всех государств-членов ЕС на 2020 год. Решение охватывает такие сектора, как транспорт, строительство, сельское хозяйство и отходы, на долю которых приходится около 55 % общих выбросов в ЕС. Национальные целевые показатели выбросов были установлены на основе относительного благосостояния государств-членов, а это означает, что более богатые страны должны сокращать свои выбросы больше, чем другие, в то время как некоторым странам разрешено увеличивать свои выбросы в охваченных секторах.К 2020 году национальные цели в совокупности обеспечат сокращение общего объема выбросов в ЕС от охваченных секторов примерно на 10 % по сравнению с уровнями 2005 года.
Остальные 45 % выбросов ЕС (в основном от электростанций и промышленных предприятий) регулируются Системой торговли выбросами ЕС (EU ETS). EU ETS устанавливает ограничение на общее количество парниковых газов, которые могут быть выброшены более чем 11 000 установок, которые являются крупными потребителями энергии в 31 стране ([1]). Он также включает выбросы авиакомпаний, выполняющих рейсы между этими странами.
В рамках системы компании получают или покупают квоты на выбросы, которыми они могут торговать с другими. Крупные штрафы налагаются на компании, выбросы которых превышают разрешенные квоты. Ограничение для всей системы со временем снижается, так что общий объем выбросов снижается. Оценивая выбросы углерода в денежном выражении, EU ETS создает для компаний стимулы к поиску наиболее рентабельных способов сокращения выбросов и инвестированию в чистые низкоуглеродные технологии.
Европейское агентство по окружающей среде следит за ходом сокращения выбросов парниковых газов, охватываемых EU ETS.Согласно последним данным и оценкам, эти выбросы сократились на 24 % в период с 2005 по 2015 год и уже ниже предела, установленного для 2020 года. Снижение было вызвано главным образом использованием меньшего количества каменного угля и лигнита и большего количества возобновляемых источников энергии для производства электроэнергии. Выбросы от других видов промышленной деятельности, охватываемых EU ETS, также снизились с 2005 года, но в последние годы оставались стабильными.
Европейская комиссия недавно предложила увеличить темпы сокращения выбросов с 2021 года, чтобы к 2030 году секторы, охватываемые ETS, сократили свои выбросы на 43 % по сравнению с 2005 годом.В более долгосрочной перспективе, помимо целей 2030 года, государства-члены ЕС могут добиться большего сокращения выбросов парниковых газов в секторах, охватываемых Решением о разделении усилий. Без существенных усилий, направленных на эти сектора, ЕС не сможет достичь своей цели к 2050 году по сокращению выбросов на 80 % по сравнению с уровнем 1990 года.
Ориентация на секторы и обеспечение долгосрочной согласованности
Усилия ЕС по сокращению выбросов, связанные с Решением о разделении усилий и EU ETS, поддерживаются широким спектром политик и долгосрочных стратегий.Например, изменения в землепользовании, такие как обезлесение или облесение, также могут повлиять на концентрацию углекислого газа в атмосфере. С этой целью в июле 2016 года Европейская комиссия представила законодательное предложение о включении выбросов и абсорбции парниковых газов в результате землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства в климатическую и энергетическую программу ЕС на период до 2030 года.
Точно так же растущий спрос на транспорт затруднил сокращение выбросов в этом секторе.Чтобы решить эту проблему, ЕС выдвинул различные пакеты политики для транспорта, в том числе Европейскую стратегию мобильности с низким уровнем выбросов и такие инициативы, как «Европа в движении». Другие задачи, такие как повышение энергоэффективности зданий или использование возобновляемых источников энергии, также недавно были усилены комплексным пакетом, предложенным в ноябре 2016 года.
Долгосрочные климатические цели ЕС встроены в более широкие рамки политики, такие как Стратегия Энергетического союза, которая направлена на обеспечение долгосрочной согласованности политики и поддерживается ими.Без четкого политического видения и твердой политической приверженности со временем инвесторы, производители и потребители не захотят принимать решения, которые они могут счесть рискованными инвестициями.
Инвестиционные решения формируют будущее
В сущности, выбросы парниковых газов, связанные с энергетикой, можно сократить двумя способами: путем выбора более чистых источников энергии, например, путем замены ископаемого топлива негорючими возобновляемыми источниками, и/или путем сокращения общего потребления энергии за счет энергосбережения. и повышение энергоэффективности, например, за счет улучшения теплоизоляции домов или использования более экологичных видов транспорта.
Однако, чтобы избежать наихудших последствий изменения климата, этот переход должен произойти очень скоро, задолго до того, как будут исчерпаны запасы ископаемого топлива. Чем больше мы выбрасываем парниковых газов в атмосферу, тем меньше у нас шансов ограничить пагубные последствия изменения климата.
Учитывая срочность поставленной задачи, возникает вопрос, продолжаем ли мы инвестировать и планируем ли инвестировать в энергетику на основе ископаемого топлива. Политические решения о субсидировании источника энергии могут повлиять на инвестиционные решения.В этом отношении субсидии и налоговые льготы сыграли важную роль в увеличении производства возобновляемой энергии из солнечной и ветровой энергии. Это также относится к инвестициям в ископаемые виды топлива, которые по-прежнему субсидируются во многих странах.
В последние годы многие инвесторы объявили о своих решениях отказаться — перевести свои инвестиции — от деятельности, связанной с ископаемым топливом. Некоторые из этих заявлений были основаны на этических соображениях, в то время как другие указывали на сомнения относительно коммерческого смысла таких инвестиций, когда был установлен предел общего количества парниковых газов, которые могут быть выброшены (часто называемые «углеродным бюджетом») для ограничить глобальное потепление до 2 °C к концу века.
Производство электроэнергии часто требует больших инвестиций, и ожидается, что электростанция после ввода в эксплуатацию будет работать десятилетиями. Текущие и планируемые инвестиции в традиционные загрязняющие окружающую среду технологии могут фактически замедлить переход к экологически чистым источникам энергии. Такие инвестиционные решения могут блокировать энергетические варианты и ресурсы на десятилетия, что затрудняет принятие новых решений.
Чтобы выделить этот тип риска, ЕАОС проанализировало существующие и планируемые электростанции в Европе, работающие на ископаемом топливе.Анализ показывает, что, если мы продлим срок службы существующих электростанций и построим новые электростанции на ископаемом топливе в ближайшие десятилетия, ЕС рискует иметь гораздо больше мощностей по выработке электроэнергии на ископаемом топливе, чем ему потребуется. Другими словами, для достижения климатических целей ЕС некоторые из этих электростанций должны простаивать.
Существуют аналогичные риски блокировки, например, на транспорте, где наша мобильность в значительной степени зависит от двигателя внутреннего сгорания, работающего на ископаемом топливе, в сочетании с постоянными инвестициями в традиционную дорожную транспортную инфраструктуру.В совокупности они создают барьер для перехода на более устойчивые виды транспорта, которые крайне необходимы для смягчения последствий изменения климата, уменьшения загрязнения воздуха и шума и, в конечном счете, для улучшения качества жизни людей.
Решить дилемму энергии и климата непросто, но многие многообещающие инновации уже обретают форму. В недавнем отчете ЕАОС и Европейской сети экологической информации и наблюдений (Eionet) «Переход к устойчивому развитию: теперь в долгосрочной перспективе» представлены некоторые инновации во многих секторах, которые потенциально могут сократить выбросы парниковых газов, связанных с энергетикой. .Сокращение пищевых отходов, городское садоводство, улучшение цепочек поставок и авиаперевозки на солнечной энергии — это, возможно, маленькие кусочки большой головоломки, но вместе они демонстрируют, как могут появляться инновационные технологии и методы и прокладывать путь к более широким изменениям в области устойчивого развития.
([1]) ЕС-28, Исландия, Лихтенштейн и Норвегия.
14 Энергоснабжение и использование | Продвижение науки об изменении климата
биодизеля, системы производства этанола на основе сахарного тростника, широко используемые в Бразилии, и системы производства этанола на основе кукурузы, которые поощряются за счет субсидий в Соединенных Штатах.В то время как система производства сахарного тростника имеет выход энергии, который более чем в пять раз превышает потребление энергии, этанол из кукурузы имеет выход энергии, который в среднем немного превышает его потребление, и, таким образом, не приводит к значительному сокращению выбросов парниковых газов (Arunachalam and Fleischer, 2008). ; Фаррел и др., 2006). Текущие исследования целлюлозного сырья, топлива на основе водорослей и других источников биотоплива следующего поколения могут привести к более благоприятным биоэнергетическим эффектам и экономике. Другие области исследований включают повышение продуктивности существующих биоэнергетических культур с помощью генной инженерии (Carroll and Sommerville, 2009), снижение воздействия биоэнергетических культур на окружающую среду за счет выращивания местных видов на малоплодородных землях (McLaughlin et al., 2002; Schmer et al., 2008) и разработка биотоплива, которое можно использовать в существующей топливной инфраструктуре на основе нефти (NRC, 2009b).
Многие различные дисциплины вносят свой вклад в разработку новых биоэнергетических стратегий, включая исследования в области биохимии, биоэнергетики, геномики и биомиметики. Например, исследования в области биологии растений, метаболизма и ферментативных свойств будут способствовать разработке новых форм биотопливных культур, которые потенциально могут иметь высокие урожаи, засухоустойчивость, улучшенную эффективность использования питательных веществ и химию тканей, которые увеличивают производство топлива и потенциал связывания углерода.Значительные исследования также направлены на стратегии обработки целлюлозы, транспортировки сахара и использования микробов для разрушения различных типов сложной биомассы, а также на передовые биоперерабатывающие заводы, которые могут производить биотопливо, биоэнергию и коммерческие химические продукты. Недавно были обобщены многие разработки в области биотоплива (см. DOE, 2009c; NRC, 2008a, 2009b).
Широкомасштабное выращивание биоэнергетических культур может привести к серьезным непредвиденным негативным последствиям, если не будет осуществляться тщательный контроль.Эффективность преобразования солнечной энергии в химическую в экосистемах обычно составляет менее 0,5%, что дает менее 1 Вт/м 2 , поэтому для того, чтобы биомасса стала основным источником энергии, потребуются относительно большие земельные площади (Larson, 2007; Миямото, 1997; NRC, 1980а). Если земля, необходимая для выращивания биоэнергетических культур, образуется в результате обезлесения или преобразования природных земель, может произойти чистое увеличение выбросов ПГ, а также утрата биоразнообразия и экосистемных услуг. При выращивании на малоплодородных землях повышенные выбросы N 2 O, мощного парникового газа, могут стать побочным эффектом использования азотных удобрений (Wise et al., 2009б). Если биоэнергетические культуры будут выращиваться на существующих сельскохозяйственных угодьях, это может поставить под угрозу цены на продукты питания и продовольственную безопасность (Крутцен и др., 2008; Searchinger и др., 2008). Производство биоэнергетических культур также может отрицательно повлиять на качество воды и доступность воды для других целей (NRC, 2008i), и необходимы методы для более полной оценки их потенциального воздействия на экосистемные услуги (Daily and Matson, 2008). Последний отчет Перевозка жидкостей
Почему энергия имеет значение? | ЮНЕП
Энергия движет экономикой и поддерживает общество.Производство и использование энергии также являются крупнейшим фактором глобального потепления. На энергетический сектор приходится около двух третей глобальных выбросов парниковых газов, связанных с деятельностью человека.
Более миллиарда человек по-прежнему не имеют доступа к электричеству, а 3 миллиарда используют грязные виды топлива, такие как древесный уголь и отходы животноводства, для приготовления пищи и отопления. Наша задача состоит в том, чтобы уменьшить нашу зависимость от ископаемых видов топлива для производства электроэнергии и тепла и питания наших транспортных систем, а также сделать надежную, чистую и доступную энергию доступной для всех на планете.
В ЮНЕП мы считаем, что устойчивая энергетика дает возможность изменить жизнь и экономику, защищая планету. Вот почему мы работаем с правительствами, чтобы помочь им повысить энергоэффективность и расширить использование возобновляемых источников энергии в их странах и городах. Мы стремимся к тому, чтобы устойчивая энергетика заложила основу для устойчивых экономик и обществ с низким уровнем выбросов по всему миру.
Наша работа в области энергетики сосредоточена на четырех областях:
- Улучшение понимания науки
- Предоставление правительствам надежных рекомендаций по вопросам политики
- Активизация государственного и частного финансирования экологически чистой энергии
- Поддержка внедрения чистых энергетических технологий
Наша работа способствует ключевым процессам ООН, таким как Цели устойчивого развития, Конвенция ООН об изменении климата и инициатива «Устойчивая энергетика для всех».В 2013 году благодаря партнерству между ЮНЕП, правительством Дании и Датским техническим университетом был создан Копенгагенский центр по энергоэффективности как центр энергоэффективности в рамках инициативы «Устойчивая энергетика для всех». Центр также выступает в качестве секретариата Глобальной платформы ускорения энергоэффективности.
ЮНЕП также является принимающей стороной Глобального альянса зданий и сооружений, инициативы, выдвинутой на COP21 в рамках программы действий Лима-Париж, которая способствует достижению цели ограничения глобального потепления значительно ниже 2°C.
.