ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

Энергетика – основной движущий фактор развития всех отраслей промышленности, транспорта, коммунального и сельского хозяйства, повышения производительности труда и благосостояния населения. У нее наиболее высокие темпы развития и масштабы производства.

Доля участия энергетических предприятий в загрязнении окружающей среды продуктами сгорания органических видов топлива, содержащих вредные примеси, весьма значительна .

Воздействие тепловых электростанций на окружающую среду во зависит от вида сжигаемого топлива. Топлива делятся:

1) по агрегатному состоянию – на твердое (применяется преимущественно для получения тепловой и электроэнергии), жидкое (в двигателях внутреннего сгорания, в корабельных и стационарных котельных установках) и газообразное (главным образом в промышленности и коммунально-бытовом хозяйстве);

2) по происхождению – на природные и искусственные К видам природным видам топлива относятся ископаемые: уголь, торф, нефть, дрова и природный газ.

Уголь – самое распространенное ископаемое топливо на нашей планете. Специалисты считают, что его запасов хватит на 500 лет

Различают три основных вида ископаемых углей: антрацит, каменный и бурый угли..

Торф–отрицательные последствия использования торфа для окружающей среды: нарушение режима водных систем, изменение ландшафта и почвенного покрова в местах торфодобычи, ухудшение качества источников пресной воды и загрязнение воздуха, ухудшение существования животных.

Дровазанимают второстепенное место в общем балансе топлива. При сжигании дров а в атмосферу поступают зола с частицами недогоревшего топлива, сернистый и серный ангидриды, оксиды азота, некоторое количество фтористых соединений, а также газообразные продукты неполного сгорания топлива. Летучая зола содержит помимо нетоксичных составляющих и более вредные примеси.

В продуктах сгорания жидких видов топлива. При сжигании мазутов с дымовыми газами в атмосферный воздух поступают: сернистый и серный ангидриды, оксиды азота, соединения ванадия, соли натрия, а также вещества, удаляемые с поверхности котлов при чистке.

При сжигании природного газазагрязнителем атмосферы являются оксиды азота. который в среднем на 20% ниже, чем при сжигании угля. природный газ является наиболее экологически чистым видом энергетического топлива

К искусственным топливамотносятся: кокс доменных печей, искусственные горючие газы, моторное топливо и др. кокс применяют для выплавки чугуна как

высококачественное бездымное

Искусственные горючие газы подразделяются на генераторные, коксовые и газы, образующиеся при газификации твердых топлив (воздушный и водяной газ). Моторное топливо – это жидкое или газообразное горючее, используемое в двигателях внутреннего сгорания.

В теплоэнергетике источником атмосферных выбросов являются теплоэлектростанции, предприятия и установки паросилового хозяйства, т.е. любые предприятия, работа которых связана со сжиганием топлива.

Наряду с газообразными выбросами теплоэнергетика производит отходы углеобогащения, зола и шлаки.

энергетика и сжигание ископаемого топлива остаются источником основных загрязнителей. Они поступают в атмосферу, и за счет их накопления изменяется концентрация газовых составляющих атмосферы, в том числе парниковых газов.

Это глобальные загрязнители участвующие в разрушении озонового слоя земли

на современном этапе тепловые электростанции выбрасывают в атмосферу около 20% от общего количества всех вредных отходов промышленности.

Сточные воды ТЭС и ливневые стоки с их территорий, загрязненные отходами технологических циклов энергоустановок при сбросе в водоемы оказать влияние на качество воды

Изменение химического состава тех или иных веществ приводит к нарушению установившихся в водоеме условий обитания и сказывается на видовом составе и численности водных организмов и бактерий и, в конечном счете, может привести к нарушениям процессов самоочищения водоемов от загрязнений и к ухудшению их

санитарного состояния.

ТЭС производят энергию при помощи турбин, приводимых в движение нагретым паром. При работе турбин необходимо охлаждать водой отработанный пар, поэтому от энергетической станции непрерывно отходит поток воды, подогретой обычно на 8-12°С и сбрасываемой в водоем. Зоны подогрева крупных ТЭС занимают площадь в несколько десятков квадратных километров. В результате повышения температуры в водоеме и нарушения их естественного гидротермического режима интенсифицируются процессы «цветения» воды, уменьшается способность газов растворяться в воде, меняются физические свойства воды, ускоряются все химические и биологические процессы, протекающие в ней и т.д. В зоне подогрева снижается прозрачность воды, увеличивается рН и скорость разложения легко окисляющихся веществ.

Экологические проблемы гидроэнергетики. Важнейшая их особенность– их непрерывная возобновляемость. Отсутствие потребности в топливе для ГЭС определяет низкую себестоимость вырабатываемой на ГЭС электроэнергии. Поэтому

сооружению ГЭС, несмотря на значительные удельные капиталовложения на 1 кВт установленной мощности и продолжительные сроки строительства, придавалось и придается большое значение, особенно когда это связано с размещением электроемких производств.

Гидроэлектростанция – это комплекс сооружений, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из цепи гидротехнических сооружений, обеспечивающих создание напора воды , и энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в электрическую энергию.

Несмотря на дешевизну энергии, получаемой за счет ГЭС, доля их постепенно уменьшается. Одной из важнейших причин уменьшения доли энергии, получаемой на ГЭС, является воздействие строительства и эксплуатации гидросооружений на окружающую среду отчуждение площадей пойменных земель под водохранилища, Земли вблизи водохранилищ испытывают подтопление в результате повышения уровня грунтовых вод. Эти земли, как правило, переходят в категорию заболоченных. Уничтожение земель и свойственных им экосистем происходит также в результате их разрушения водой (при формировании береговой линии). нарушение гидрологического режима рек, свойственных им экосистем. В перекрытых водохранилищами речных системах аккумулируются тяжелые металлы, радиоактивные элементы и многие ядохимикаты. В водохранилищах резко усиливается прогревание вод, что интенсифицирует потерю ими кислорода и другие процессы, обусловливаемые тепловым загрязнением. Последнее, совместно с накоплением биогенных веществ, создает условия для зарастания водоемов и интенсивного развития сине-зеленых водорослей. Ухудшение качества воды ведет к гибели многих ее обитателей, нарушаются пути миграции рыб, идет разрушение кормовых угодий, нерестилищ. Водохранилища оказывают влияние на атмосферныепроцессы. С повышенным испарением связано понижение температуры воздуха, увеличение туманных явлений.

Экологические проблемы ядерной энергетики. Ядерная энергетика время является наиболее перспективной, это связано с большими запасами ядерного топлива и со щадящим воздействием на среду. К преимуществам относится также возможность строительства АЭС, не привязываясь к месторождениям ресурсов, поскольку их транспортировка не требует существенных затрат в связи с малыми объемами

Многолетний опыт эксплуатации АЭС показывает, что они не оказывают заметного влияния на окружающую среду. Доля ядерной энергии в общем объеме вырабатываемой энергии многих развитых стран составляет большую величину, особенно воФранции (79%), Швеции (43%), Южной Корее (43%), Японии (32%).

В России в настоящее время действует 31 реактор. После 1986 г. (Чернобыльская катастрофа) главную экологическую опасность АЭС стали связывать с возможностью аварии, вероятность их на современных АЭС и невелика, но она не исключается.

Альтернативные источники энергии. энергия ветра, солнца, геотермальная и энергия волн, а также других источников, которые относятся к неисчерпаемым, возобновляемым и экологически чистым

Ветроэнергетика. Является наиболее древним источником энергии. К настоящему времени испытаны ветродвигатели различной мощности. Сделаны выводы, что в районах с интенсивным движением воздуха ветроустановки вполне могут обеспечивать энергией местныпотребности, оправдано использование ветротурбин для обслуживания жилых домов и неэнергоемких производств. Значительные успехи в создании ВЭС были достигнуты за рубежом (страны Западной Европы). Но самое широкое развитие ветроэнергетика получила в США.При этом нет никаких расходов на утилизацию отработанного топлива и нет загрязнения окружающей среды. Однако ветровые источники энергии требуют огромных площадей. Ветроустановки являются дорогостоящими сооружениями, источниками сильных вибраций, шумов, они распугивают птиц и зверей, нарушая ихестественный образ жизни, а при большом их скоплении на одной площадке могут существенно исказить естественное движение

воздушных потоков с непредсказуемыми последствиями.

Использование энергии Солнца. Солнечная энергия – практически неограниченный источник, мощность которого на поверхности Земли оценивается в 20 млрд. кВт. Это исключительно чистый вид энергии, который не загрязняет окружающую среду, а само ее использование не связано ни с какой биологической опасностью. Это практически неисчерпаемый источник энергии. Использование солнечного тепла –на иболее простой и дешевый путь решения отдельных энергетических проблем. Наиболее распространено улавливание солнечной энергии посредством различного вида коллекторов. Они помещаются в прозрачную камеру, которая действует по принципу парника. Еще более просты нагревательные системы пассивного типа. Циркуляция теплоносителей здесь осуществляется за счет того, что нагретый воздух или вода поднимается вверх, а их место занимают более охлажденные теплоносители. Преобразование солнечной энергии в электрическую возможно посредством использования фотоэлементов, в которых солнечная энергия индуцируется в электрический ток без всяких дополнительных устройств. В тоже время крупномасштабное производство электроэнергии на солнечных электростанциях имеет определенные трудности, поскольку источник солнечной энергии отличается низкой плотностью. Поэтому площадь для сбора солнечной энергии и ее концентрации на оптических системах доходит до нескольких десятков квадратных километров.

Энергия воды, океанических и термальных вод. Энергия, выделяемая при волновом движении масс воды в океане, действительно огромна. Средняя волна высотой 3 м несет примерно 90 кВт энергии на 1 м2 побережья. Однако в настоящее время эта энергия используется в незначительном количестве из-за высокой себестоимости ее получения. Недостаточно до настоящего времени используются энергетические ресурсы средних и малых рек. Небольшие плотины на реках оптимизируют гидрологический режим рек и прилежащих территорий. Имеются расчеты, что на мелких и средних реках можно получать не меньше энергии, чем ее получают на современных крупных ГЭС. Несравнимо более реальны возможности использования геотермальных ресурсов. В данном случае источником тепла являются разогретые воды, содержащиеся в недрах земли. Геотермальная энергия может использоваться как в виде тепловой энергии, так и для получения электричества. В настоящее время отдельные города или предприятия обеспечиваются энергией геотермальных вод. В России значительные ресурсы геотермальных вод имеются на Камчатке, но используются они пока в небольшом объеме. ГеоТЭС может функционировать десятки лет, используя практически неугасаемые тепловые котлы. Себестоимость такой электроэнергии вполне сравнима с той, которую мы имеем на тепловых и атомных электростанциях. Кроме того, ГеоТЭС не наносит экологического урона, не загрязняет выбросами окружающую среду.