Šiuolaikinių energetikos kompleksų pavojai aplinkai. Energetikos ir aplinkos problemos Energetikos ir aplinkosaugos problemos

Transporto ir ryšių institutas

Civilinė sauga

Tema: Energetikos aplinkosaugos problemos

Tipas: Abstraktus

Užbaigė: Sitnikovas Maksimas

grupė 3301 BN

Pateikimo patikrinti data: ______ ___

Grąžinimo peržiūrai data:______ ___

Išlaikyta/nepavyko

Mokytojas: L.N. Zagrebina

Ryga-2004
Įvadas

Yra vaizdinė išraiška, kad gyvename trijų „E“ eroje: ekonomikos, energetikos, ekologijos. Tuo pačiu metu ekologija kaip mokslas ir mąstymo būdas sulaukia vis daugiau žmonijos dėmesio.

Ekologija laikoma mokslu ir akademine disciplina, skirta tirti organizmų ir aplinkos ryšius su visa jų įvairove. Šiuo atveju aplinka suprantama ne tik kaip negyvosios gamtos pasaulis, bet ir kaip kai kurių organizmų ar jų bendrijų poveikis kitiems organizmams ir bendrijoms. Ekologija kartais siejama tik su buveinių ar aplinkos tyrinėjimu. Pastarasis iš esmės yra teisingas su reikšmingu pakeitimu, kad aplinka negali būti vertinama atskirai nuo organizmų, kaip ir organizmai, esantys už jų buveinių ribų. Tai yra vienos funkcinės visumos komponentai, kuriuos pabrėžia aukščiau pateiktas ekologijos, kaip mokslo apie organizmų ir aplinkos santykius, apibrėžimas.

Šį dvipusį ryšį svarbu pabrėžti dėl to, kad ši esminė pozicija dažnai nuvertinama: ekologija redukuojama tik į aplinkos įtaką organizmams. Tokių pozicijų klaidingumas akivaizdus, nes būtent organizmai suformavo šiuolaikinę aplinką. Jie taip pat atlieka pagrindinį vaidmenį neutralizuojant poveikį aplinkai, kuris įvyko ir atsiranda dėl įvairių priežasčių.

Koncepciniai disciplinos pagrindai. Nuo pat įkūrimo „Ekologija“ biologijos rėmuose vystėsi beveik visą šimtmetį - iki praėjusio amžiaus 60–70-ųjų. Žmogus, kaip taisyklė, šiose sistemose nebuvo svarstomas – buvo manoma, kad jo santykiai su aplinka yra pavaldūs ne biologiniams, o socialiniams dėsniams ir yra socialinių bei filosofinių mokslų objektas.

Šiuo metu terminas „ekologija“ smarkiai pasikeitė. Ji tapo labiau orientuota į žmogų dėl itin didelio masto ir specifinės įtakos aplinkai.

Tai, kas išdėstyta aukščiau, leidžia papildyti „ekologijos“ apibrėžimą ir įvardyti uždavinius, kuriuos šiuo metu ji turi spręsti. Šiuolaikinė ekologija gali būti traktuojama kaip mokslas, tiriantis organizmų, tarp jų ir žmonių, ryšius su aplinka, nustatantis žmonių visuomenės poveikio aplinkai mastą ir leistinas ribas, šių poveikių mažinimo ar visiško jų neutralizavimo galimybes. Strateginiu požiūriu tai mokslas apie žmonijos išlikimą ir išeitį iš aplinkos krizės, įgavęs (arba įgyjantis) globalius mastus – visoje Žemės planetoje.

Vis labiau aiškėja, kad žmogus labai mažai žino apie aplinką, kurioje gyvena, ypač apie mechanizmus, kurie formuoja ir palaiko aplinką. Šių mechanizmų (schemų) atradimas yra vienas svarbiausių šiuolaikinės ekologijos uždavinių.

Taigi termino „ekologija“ turinys įgavo socialinį-politinį ir filosofinį aspektą. Jis pradėjo skverbtis beveik į visas žinių šakas, su juo siejamas gamtos ir technikos mokslų humanizavimas, aktyviai diegiamas į humanitarinius mokslus. Ekologija laikoma ne tik savarankiška disciplina, bet ir pasaulėžiūra, skirta persmelkti visus mokslus, technologinius procesus ir žmogaus veiklos sritis.

Todėl pripažįstama, kad aplinkosauginis mokymas turėtų vykti bent dviem kryptimis, studijuojant specialius integruotus kursus ir ekologiškinant visą mokslinę, pramoninę ir pedagoginę veiklą.

Kartu su aplinkosauginiu švietimu didelis dėmesys skiriamas aplinkosauginiam švietimui, kuris siejamas su pagarba gamtai, kultūros paveldui, socialine nauda. Neturint rimto bendro aplinkosauginio švietimo, šios problemos sprendimas taip pat yra labai problemiškas.

Tuo tarpu savaip madinga tapusi ekologija nevengė supratimo ir turinio suvulgarinimo. Daugeliu atvejų ekologija tampa derybų priemone siekiant tam tikrų politinių tikslų ir padėties visuomenėje.

Klausimai, susiję su pramonės šakomis, žmogaus veiklos rūšimis ir rezultatais, dažnai iškeliami į aplinkosaugos kategoriją, tiesiog prie jų pridedant madingą žodį „ekologija“. Taip atsiranda nepatogūs posakiai, taip pat ir spaudoje, tokie kaip „gera ir bloga ekologija“, „švari ir nešvari ekologija“, „sugadinta ekologija“ ir kt. Tai tolygu tų pačių epitetų priskyrimui matematikai, fizikai, istorijai, pedagogika ir kt. P.

Nepaisant pastebėtų neaiškumų ir sąnaudų suprantant sąvokos „ekologija“ apimtį, turinį ir vartojimą, šio termino itin aktualus faktas šiuo metu išlieka neabejotinas.

Apibendrinta forma ekologija tiria bendriausius organizmų ir jų bendrijų santykių su aplinka modelius natūraliomis sąlygomis.

Socialinė ekologija nagrinėja santykius sistemoje „visuomenė-gamta“, specifinį žmogaus vaidmenį įvairaus rango sistemose, šio vaidmens skirtumą nuo kitų gyvų būtybių, žmogaus ir aplinkos santykio optimizavimo būdus, teorinius pagrindus. racionalaus aplinkos valdymo.

Energetinės problemos

Energetika – tai gamybos šaka, kuri vystosi neregėtai sparčiai. Jei šiuolaikinio demografinio sprogimo sąlygomis gyventojų skaičius padvigubėja per 40-50 metų, tai energijos gamyboje ir vartojimui tai vyksta kas 12-15 metų. Esant tokiam gyventojų ir energijos augimo tempų santykiui, energijos prieinamumas didėja eksponentiškai ne tik bendrai, bet ir vienam gyventojui.

Nėra pagrindo tikėtis, kad energijos gamybos ir vartojimo tempai artimiausiu metu labai keisis (iš dalies jų sulėtėjimą pramoninėse šalyse kompensuoja trečiojo pasaulio šalių energijos prieinamumo didėjimas), todėl svarbu gauti atsakymai į šiuos klausimus:

· kokią įtaką pagrindinės šiuolaikinės (šilumos, vandens, atominės) energijos rūšys daro biosferai ir atskiriems jos elementams ir kaip keisis šių rūšių santykis energijos balanse trumpuoju ir ilguoju laikotarpiu;

· Ar įmanoma sumažinti neigiamą šiuolaikinių (tradicinių) energijos gavimo ir naudojimo būdų poveikį aplinkai;

· kokios yra energijos gamybos galimybės naudojant alternatyvius (netradicinius) išteklius, tokius kaip saulės energija, vėjo energija, terminiai vandenys ir kiti neišsenkantys bei aplinkai nekenksmingi šaltiniai.

Šiuo metu energijos poreikius daugiausia tenkina trijų rūšių energijos ištekliai: organinis kuras, vanduo ir atominė šerdis. Vandens energiją ir atominę energiją žmogus naudoja pavertęs elektros energija. Tuo pačiu metu nemaža dalis organiniame kure esančios energijos sunaudojama šilumos pavidalu ir tik dalis jos paverčiama elektros energija. Tačiau abiem atvejais energijos išsiskyrimas iš organinio kuro yra susijęs su jo degimu, taigi ir su degimo produktų patekimu į aplinką.

Šilumos energijos aplinkosaugos problemos

Šiuo metu apie 90% energijos pagaminama deginant kurą (įskaitant anglį, malkas ir kitus biologinius išteklius). Šilumos šaltinių dalis elektros gamyboje sumažinama iki 80-85%. Tuo pačiu metu pramoninėse šalyse nafta ir naftos produktai daugiausia naudojami transporto poreikiams tenkinti. Pavyzdžiui, JAV (1995 m. duomenys) nafta sudarė 44% viso šalies energijos balanso ir tik 3% elektros gamybos. Anglims būdingas priešingas modelis: 22% viso energijos balanso ji yra pagrindinis elektros energijos šaltinis (52%). Kinijoje anglies dalis elektros energijos gamyboje siekia beveik 75%, o Rusijoje vyraujantis elektros energijos šaltinis yra gamtinės dujos (apie 40%), o anglies dalis sudaro tik 18% gaunamos energijos. naftos dalis neviršija 10 proc.

Pasauliniu mastu vandens ištekliai suteikia apie 5-6% elektros energijos, atominė energija – 17-18% elektros energijos. Be to, daugelyje šalių jis vyrauja energijos balanse (Prancūzijoje - 74%, Belgijoje - 61%, Švedijoje - 45%).

Kuro deginimas yra ne tik pagrindinis energijos šaltinis, bet ir svarbiausias teršalų tiekėjas aplinkai. Šiluminės elektrinės labiausiai „atsakingos“ už stiprėjantį šiltnamio efektą ir rūgščių kritulių kiekį. Jie kartu su transportu tiekia į atmosferą didžiąją dalį technogeninės anglies (daugiausia CO2 pavidalu), apie 50 % sieros dioksido, 35 % azoto oksidų ir apie 35 % dulkių. Yra duomenų, kad šiluminės elektrinės radioaktyviosiomis medžiagomis teršia aplinką 2-4 kartus daugiau nei tokios pat galios atominės.

Šiluminių elektrinių emisijose yra nemažai metalų ir jų junginių. Perskaičiavus į mirtinas dozes, 1 milijono kW galios šiluminių elektrinių metinėse emisijose yra daugiau nei 100 milijonų aliuminio ir jo junginių dozių, 400 milijonų geležies dozių ir 1,5 milijono magnio dozių. Mirtinas šių teršalų poveikis pasireiškia ne tik todėl, kad į organizmą jų patenka nedideli kiekiai. Tačiau tai neatmeta jų neigiamo poveikio per vandenį, dirvožemį ir kitas ekosistemų dalis.

Tuo pačiu energijos poveikis aplinkai ir jos gyventojams labai priklauso nuo naudojamų energijos nešėjų (kuro). Švariausias kuras yra gamtinės dujos, toliau seka nafta (mazutas), anglys, rusvosios anglys, skalūnai, durpės.

Nors šiuo metu nemaža dalis elektros pagaminama iš santykinai švaraus kuro (dujų, naftos), pastebima natūrali tendencija, kad jų dalis mažėja. Remiantis turimomis prognozėmis, pirmajame XXI amžiaus ketvirtyje šie energijos nešėjai praras pirmaujančią reikšmę.

Negalima atmesti galimybės, kad pasaulinis anglies naudojimo energijos balansas smarkiai padidės. Remiantis turimais skaičiavimais, anglies atsargos yra tokios, kad jos gali patenkinti pasaulio energijos poreikius 200–300 metų. Galima anglies gavyba, atsižvelgiant į išžvalgytas ir prognozuojamas atsargas, yra įvertinta daugiau nei 7 trilijonais tonų. Todėl natūralu tikėtis, kad energijos gamyboje padidės anglies ar jos perdirbtų produktų (pavyzdžiui, dujų) dalis, taigi ir aplinkos tarša. Anglys turi nuo 0,2 iki dešimčių procentų sieros, daugiausia pirito, sulfato, juodosios geležies ir gipso pavidalu. Galimi sieros surinkimo būdai deginant kurą ne visada naudojami dėl jų sudėtingumo ir didelių sąnaudų. Todėl nemaža jo dalis patenka ir, matyt, artimiausiu metu pateks į aplinką. Rimtos aplinkos problemos yra susijusios su kietosiomis šiluminių elektrinių atliekomis – pelenais ir šlakais. Nors didžioji pelenų dalis sulaikoma įvairiais filtrais, kasmet į atmosferą išmetamų šiluminių elektrinių pavidalu išleidžiama apie 250 milijonų tonų smulkių aerozolių. Pastarieji gali žymiai pakeisti saulės spinduliuotės pusiausvyrą žemės paviršiuje. Jie taip pat yra vandens garų ir kritulių susidarymo kondensacijos branduoliai; o patekę į žmonių ir kitų organizmų kvėpavimo sistemą sukelia įvairias kvėpavimo takų ligas.

Šiluminių elektrinių emisijos yra svarbus tokio stipraus kancerogeno kaip benzopirenas šaltinis. Jo poveikis yra susijęs su vėžio padidėjimu. Anglimi kūrenamų šiluminių elektrinių emisijose taip pat yra silicio ir aliuminio oksidų. Šios abrazyvinės medžiagos gali sunaikinti plaučių audinį ir sukelti tokias ligas kaip silikozė.

Rimta problema šalia šiluminių elektrinių yra pelenų ir asilų saugojimas. Tam reikalingi dideli plotai, kurie ilgą laiką nebuvo naudojami, taip pat yra sunkiųjų metalų kaupimosi ir padidėjusio radioaktyvumo taškai.

Yra įrodymų, kad jei visa šiandieninė energija būtų pagrįsta anglimi, CO emisija siektų 20 milijardų tonų per metus (dabar jie siekia beveik 6 milijardus tonų per metus). Tai yra riba, kurią peržengus, prognozuojama, kad klimato pokyčiai sukels katastrofiškų pasekmių biosferai.

Šiluminės elektrinės yra reikšmingas šildomo vandens šaltinis, kuris čia naudojamas kaip aušinimo priemonė. Šie vandenys dažnai patenka į upes ir kitus vandens telkinius, sukeldami jų terminę taršą ir su tuo susijusias natūralias grandinines reakcijas (dumblių dauginimąsi, deguonies praradimą, vandens organizmų mirtį, tipiškų vandens ekosistemų virsmą pelkėmis ir kt.).

Hidroenergetikos aplinkosaugos problemos

Vienas iš svarbiausių hidroenergijos padarinių yra susijęs su reikšmingų derlingos (užliejamos) žemės plotų atskyrimu rezervuarams. Rusijoje, kur ne daugiau kaip 20% elektros energijos pagaminama naudojant hidroresursus, statant hidroelektrines buvo užlieta ne mažiau kaip 6 mln. hektarų žemės. Vietoj jų buvo sunaikintos natūralios ekosistemos. Didelės žemės plotai šalia rezervuarų patiria potvynių dėl kylančio požeminio vandens lygio. Šios žemės, kaip taisyklė, tampa pelkėmis. Lygiomis sąlygomis užtvindytos žemės gali sudaryti 10% ar daugiau užliejamų žemių. Žemė ir joms būdingos ekosistemos sunaikinamos ir dėl vandens sunaikinimo (abrazijos) formuojantis pakrantės linijai. Abrazyviniai procesai paprastai tęsiasi dešimtmečius ir sukelia didelių dirvožemio masių apdorojimą, vandens taršą ir rezervuarų dumblėjimą. Taigi, rezervuarų statyba yra susijusi su staigiu upių hidrologinio režimo, joms būdingų ekosistemų ir vandens organizmų rūšinės sudėties sutrikimu.

Vandens kokybė rezervuaruose blogėja dėl įvairių priežasčių. Organinių medžiagų kiekis juose smarkiai padidėja tiek dėl po vandeniu paskendusių ekosistemų (mediena, kitos augalų liekanos, dirvos humusas ir kt.), tiek dėl jų kaupimosi dėl lėtos vandens apykaitos. Tai savotiškos nusodinimo talpyklos ir medžiagų, gaunamų iš vandens baseinų, akumuliatoriai.

Rezervuaruose smarkiai padidėja vandens įkaitimas, dėl to sustiprėja deguonies praradimas ir kiti procesai, kuriuos sukelia šiluminė tarša. Pastaroji kartu su maisto medžiagų kaupimu sudaro sąlygas užaugti vandens telkiniams ir intensyviai vystytis dumbliams, tarp jų ir nuodingiesiems melsvadumbliams (cianiui). Dėl šių priežasčių, taip pat dėl lėto vandens atsinaujinimo, jų gebėjimas savarankiškai apsivalyti smarkiai sumažėja. Vandens kokybės pablogėjimas lemia daugelio jos gyventojų mirtį. Žuvų ištekliuose daugėja ligų, ypač helmintų pažeidimų. Silpnėja vandens aplinkos gyventojų skonio savybės. Suardomi žuvų migracijos keliai, niokojamos maitinimosi, nerštavietės ir kt.

Galiausiai upių sistemos, užblokuotos rezervuarų, iš tranzitinės virsta tranzitinėmis kaupiamomis. Be maistinių medžiagų, čia kaupiasi sunkieji metalai, radioaktyvūs elementai ir daug nuodingų cheminių medžiagų, kurių ilgaamžiškumas. Kaupimo produktai apsunkina naudojimąsi rezervuarų užimtomis teritorijomis po jų likvidavimo. Yra duomenų, kad dėl uždumblėjimo žemumos rezervuarai praranda savo, kaip energetinių objektų, vertę praėjus 50–100 metų nuo jų pastatymo. Pavyzdžiui, manoma, kad didžioji Asuano užtvanka, pastatyta ant Nilo septintajame dešimtmetyje, iki 2025 m. bus perpus uždumblėjusi. Nepaisant santykinio energijos, gaunamos iš vandens išteklių, pigumo, jų dalis energijos balanse palaipsniui mažėja. Taip yra ir dėl pigiausių išteklių išeikvojimo, ir dėl didelių žemumų rezervuarų teritorinių pajėgumų. Manoma, kad ateityje pasaulinė energijos gamyba iš hidroelektrinių neviršys 5% visos.

Rezervuarai daro didelę įtaką atmosferos procesams. Pavyzdžiui, sausose (sausose) vietovėse garavimas nuo rezervuarų paviršiaus dešimtis kartų viršija garavimą nuo vienodo žemės paviršiaus. Padidėjęs garavimas susijęs su oro temperatūros mažėjimu ir rūko reiškinių padažnėjimu. Rezervuarų ir gretimos žemės šiluminio balanso skirtumas lemia vietinių vėjų, pavyzdžiui, vėjų, susidarymą. Dėl šių, kaip ir kitų reiškinių, keičiasi ekosistemos (ne visada teigiamas) ir keičiasi orai. Kai kuriais atvejais rezervuarų srityje būtina keisti žemės ūkio kryptį. Pavyzdžiui, pietiniuose pasaulio kraštuose kai kurie šilumą mėgstantys augalai (melionai) nespėja subręsti, didėja sergamumas augalų ligomis, prastėja produktų kokybė.

Hidraulinės konstrukcijos aplinkosauginės sąnaudos yra pastebimai mažesnės kalnuotose vietovėse, kur rezervuarai paprastai yra nedidelio ploto. Tačiau kalnuotose vietovėse, kuriose gali kilti žemės drebėjimų, rezervuarai gali išprovokuoti žemės drebėjimus. Didėja nuošliaužų ir nelaimių tikimybė dėl galimo užtvankų sunaikinimo. Taigi 1960 metais Indijoje (Gundžarato valstijoje) dėl užtvankos gedimo vanduo nusinešė 15 tūkst.

Branduolinės energetikos aplinkosaugos problemos

Dar visai neseniai branduolinė energetika buvo laikoma perspektyviausia. Tai lemia ir palyginti didelės branduolinio kuro atsargos, ir švelnus jo poveikis aplinkai. Privalumai taip pat apima galimybę statyti atomines elektrines neprisirišant prie išteklių telkinių, nes jų transportavimas nereikalauja didelių išlaidų dėl mažų apimčių. Pakanka pastebėti, kad 0,5 kg branduolinio kuro pagaminama tiek pat energijos, kiek sudeginant 1000 tonų anglies.

Iki devintojo dešimtmečio vidurio žmonija branduolinę energiją laikė viena iš būdų išeiti iš energetinės aklavietės. Vos per 20 metų (nuo septintojo dešimtmečio vidurio iki devintojo dešimtmečio vidurio) pasaulinė atominių elektrinių pagamintos energijos dalis išaugo nuo beveik nulio iki 15–17 proc., o daugelyje šalių ji tapo paplitusi. Jokia kita energijos rūšis neturėjo tokio augimo. Dar visai neseniai pagrindinės atominių elektrinių aplinkosaugos problemos buvo susijusios su panaudoto kuro laidojimu, taip pat su pačių atominių elektrinių likvidavimu pasibaigus jų leistinam eksploatavimo laikui. Yra duomenų, kad tokių likvidavimo darbų kaina svyruoja nuo 1/6 iki 1/3 pačių atominių elektrinių kainos.

Kai kurie atominių elektrinių ir šiluminių elektrinių poveikio aplinkai parametrai pateikti lentelėje:

Atominių elektrinių ir šiluminių elektrinių palyginimas pagal kuro suvartojimą ir poveikį aplinkai. Elektrinių galia 1000 MW, veikiančių ištisus metus; (B. Nebel, 1993)

Įprastai eksploatuojant atominę elektrinę, radioaktyviųjų elementų išmetimas į aplinką yra itin nereikšmingas. Vidutiniškai jų yra 2–4 kartus mažiau nei iš tokios pat galios šiluminių elektrinių.

Iki 1986 metų gegužės mėn Pasaulyje veikę 400 jėgos agregatų, tiekusių daugiau nei 17% elektros energijos, natūralų foninį radioaktyvumą padidino ne daugiau kaip 0,02%. Iki Černobylio katastrofos ne tik pasaulyje, bet ir Rusijoje jokia pramonė neturėjo mažesnio profesinių traumų lygio nei atominės elektrinės. Likus 30 metų iki tragedijos avarijose žuvo 17 žmonių, o vėliau dėl ne radiacijos priežasčių. Po 1986 metų pagrindinis atominių elektrinių pavojus aplinkai pradėtas sieti su avarijų galimybe. Nors šiuolaikinėse atominėse elektrinėse jų tikimybė nedidelė, to negalima atmesti. Didžiausia tokio pobūdžio avarija įvyko ketvirtajame Černobylio atominės elektrinės bloke.

Įvairių šaltinių duomenimis, bendras skilimo produktų, esančių reaktoriuje, išmetimas svyravo nuo 3,5% (63 kg) iki 28% (50 tonų). Palyginimui pažymime, kad ant Hirosimos numestos bombos buvo tik 740 g radioaktyvių medžiagų.

Dėl Černobylio atominės elektrinės avarijos daugiau nei 2 tūkstančių km spinduliu esanti teritorija, apimanti daugiau nei 20 šalių, buvo veikiama radioaktyviosios taršos. Buvusioje SSRS teritorijoje nukentėjo 11 regionų, kuriuose gyvena 17 mln. Bendras užterštų teritorijų plotas viršija 8 milijonus hektarų arba 80 000 km2. Per avariją žuvo 31 žmogus, o daugiau nei 200 žmonių gavo radiacijos dozę, dėl kurios susirgo spindulinė liga. Iš karto po avarijos iš pavojingiausios (30 kilometrų) zonos buvo evakuota 115 tūkst. Didėja aukų ir evakuotų gyventojų skaičius, plečiasi užterštumo zona dėl radioaktyviųjų medžiagų judėjimo vėjo, gaisrų, transporto ir kt. Avarijos pasekmės turės įtakos dar kelių kartų gyvenimams.

Po avarijos Černobylio atominėje elektrinėje kai kurios šalys nusprendė visiškai uždrausti atominių elektrinių statybą. Tai Švedija, Italija, Brazilija, Meksika. Be to, Švedija paskelbė ketinanti išmontuoti visus esamus reaktorius (jų yra 12), nors jie tiekė apie 45% visos šalies elektros energijos. Šios energijos rūšies plėtros tempai kitose šalyse smarkiai sulėtėjo. Imtasi priemonių sustiprinti apsaugą nuo avarijų esamose, statomose ir planuojamose atominėse elektrinėse. Tuo pat metu žmonija suvokia, kad dabartiniame vystymosi etape be branduolinės energijos išsiversti neįmanoma. Pamažu didėja naujų atominių elektrinių statyba ir paleidimas. Šiuo metu pasaulyje veikia daugiau nei 500 branduolinių reaktorių. Statoma apie 100 reaktorių.

Branduolinių reakcijų metu išdega tik 0,5-1,5 % branduolinio kuro. 1000 MW galios branduolinis reaktorius per metus išskiria apie 60 tonų radioaktyviųjų atliekų. Kai kurie iš jų yra apdorojami, tačiau didžiąją dalį reikia palaidoti. Laidojimo technologija yra gana sudėtinga ir brangi. Panaudotas kuras dažniausiai perkeliamas į aušinimo baseinus, kur per kelerius metus radioaktyvumas ir šilumos gamyba gerokai sumažėja. Paprastai laidojama mažiausiai 500–600 duobių gylyje. Pastarieji yra tokiu atstumu vienas nuo kito, kad atmetama atominių reakcijų galimybė.

Neišvengiamas atominės elektrinės veikimo rezultatas – šiluminė tarša. Čia gaunamas energijos vienetas yra 2-2,5 karto didesnis nei šiluminėse elektrinėse, kur į atmosferą išleidžiama daug daugiau šilumos. Šiluminėje elektrinėje pagaminus 1 mln. kW elektros, pagaminama 1,5 km3 pašildyto vandens, tokios pat galios atominėje šildomo vandens tūris siekia 3-3,5 km3.

Didelių šilumos nuostolių atominėse elektrinėse pasekmė yra mažesnis jų efektyvumas, palyginti su šiluminėmis elektrinėmis. Pastarosiose – 35 proc., o atominėse – tik 30–31 proc.

Apskritai galima paminėti tokį atominių elektrinių poveikį aplinkai:

· ekosistemų ir jų elementų (dirvožemių, gruntų, vandeningųjų sluoksnių ir kt.) naikinimas rūdos gavybos vietose (ypač atviruoju metodu);

· žemės paėmimas pačioms atominėms elektrinėms statyti. Ypač dideli plotai yra atstumti šildomo vandens tiekimo, nuleidimo ir aušinimo konstrukcijų statybai. 1000 MW jėgainei reikalingas apie 800-900 hektarų ploto aušinimo tvenkinys. Tvenkinius gali pakeisti milžiniški aušinimo bokštai, kurių skersmuo prie pagrindo yra 100-120 m, o aukštis prilygsta 40 aukštų pastatui;

· didelių kiekių vandens paėmimas iš įvairių šaltinių ir pašildyto vandens išleidimas. Jei šie vandenys patenka į upes ir kitus šaltinius, juose netenkama deguonies, padidėja žydėjimo tikimybė, padidėja šilumos streso reiškiniai vandens organizmuose;

· žaliavų gavybos ir transportavimo, taip pat atominių elektrinių eksploatavimo, atliekų saugojimo ir perdirbimo bei jų laidojimo metu neatmestina atmosferos, vandens ir dirvožemio radioaktyvioji tarša.

Keletas būdų, kaip išspręsti šiuolaikinės energetikos problemas

Neabejotina, kad artimiausiu metu pasaulio ir atskirų šalių energijos balanse šiluminė energija išliks vyraujanti. Didelė tikimybė, kad energijos gamyboje padidės anglies ir kitų mažiau švaraus kuro rūšių dalis. Šiuo atžvilgiu mes apsvarstysime kai kuriuos jų naudojimo būdus ir būdus, kurie gali žymiai sumažinti neigiamą poveikį aplinkai. Šie metodai daugiausia grindžiami kuro ruošimo ir pavojingų atliekų surinkimo technologijų tobulėjimu. Tarp jų yra šie:

1. Valymo priemonių naudojimas ir tobulinimas. Šiuo metu daugelis šiluminių elektrinių daugiausia fiksuoja kietąsias emisijas naudodamos įvairių tipų filtrus. Agresyviausias teršalas – sieros dioksidas – nėra sugaunamas daugelyje šiluminių elektrinių arba yra sugaunamas ribotais kiekiais. Tuo pačiu yra šiluminės elektrinės (JAV, Japonija), kurios atlieka beveik visišką šio teršalo, taip pat azoto oksidų ir kitų kenksmingų teršalų pašalinimą. Šiuo tikslu naudojami specialūs desulfuravimo (sieros dioksidui ir trioksidui surinkti) ir denitrifikavimo (azoto oksidams surinkti) įrenginiai. Plačiausiai paplitęs sieros ir azoto oksidų surinkimas atliekamas išmetamąsias dujas leidžiant per amoniako tirpalą. Galutiniai šio proceso produktai yra amonio nitratas, naudojamas kaip mineralinės trąšos, arba natrio sulfito tirpalas (chemijos pramonės žaliava). Tokie įrenginiai sulaiko iki 96 % sieros oksidų ir daugiau nei 80 % azoto oksidų. Yra ir kitų šių dujų valymo būdų.

2. Sieros junginių patekimo į atmosferą mažinimas atliekant išankstinį anglies ir kitų kuro rūšių (naftos, dujų, naftingųjų skalūnų) desulfuravimą (desulfuravimą) cheminiais arba fiziniais metodais. Šie metodai leidžia išskirti nuo 50 iki 70% sieros iš kuro prieš jį sudeginant.

3. Didelės ir realios galimybės sumažinti ar stabilizuoti taršos srautą į aplinką siejamos su energijos taupymu. Tokios galimybės ypač didelės dėl gaunamų produktų energijos intensyvumo sumažėjimo. Pavyzdžiui, JAV vienam pagaminto produkto vienetui sunaudota vidutiniškai 2 kartus mažiau energijos nei buvusioje SSRS. Japonijoje toks suvartojimas buvo tris kartus mažesnis. Energijos taupymas mažinant gaminių metalo suvartojimą, gerinant jų kokybę ir ilginant gaminių gyvenimo trukmę yra ne mažiau realus. Energijos taupymas pereinant prie aukštųjų technologijų technologijų, susijusių su kompiuterių ir kitų silpnos srovės įrenginių naudojimu, yra perspektyvus.

4. Ne mažiau reikšmingos galimybės taupyti energiją kasdieniame gyvenime ir darbe gerinant pastatų izoliacines savybes. Realiai sutaupoma energijos, kai kaitrines lempas, kurių efektyvumas yra apie 5%, pakeitus liuminescencinėmis lempomis, kurių efektyvumas yra kelis kartus didesnis.

Naudoti elektros energiją šilumai gaminti yra labai nuostolinga. Svarbu nepamiršti, kad elektros energijos gamyba šiluminėse elektrinėse yra susijusi su maždaug 60-65% šiluminės energijos praradimu, o atominėse elektrinėse - ne mažiau kaip 70% energijos. Energija taip pat prarandama, kai ji laidais perduodama per atstumą. Todėl tiesioginis kuro deginimas šilumai, ypač dujoms, gaminti yra daug racionalesnis nei pavertimas elektra, o paskui vėl šiluma.

5. Kuro efektyvumas taip pat pastebimai padidėja, kai jis naudojamas vietoj šiluminių elektrinių prie šiluminių elektrinių. Pastaruoju atveju energijos gamybos objektai yra arčiau jos vartojimo vietų ir taip sumažėja nuostoliai, susiję su perdavimu per atstumą. Kartu su elektra šiluminės elektrinės naudoja šilumą, kurią sugauna aušinimo agentai. Tuo pačiu metu pastebimai sumažėja vandens aplinkos šiluminės taršos tikimybė. Ekonomiškiausias būdas gauti energiją yra nedideliuose įrenginiuose, pavyzdžiui, šiluminėse elektrinėse (iogenizacija) tiesiai pastatuose. Tokiu atveju šilumos ir elektros energijos nuostoliai sumažinami iki minimumo. Tokie metodai kai kuriose šalyse vis dažniau naudojami.

Alternatyvūs energijos šaltiniai

Pagrindiniai šiuolaikiniai energijos šaltiniai (ypač iškastinis kuras) gali būti laikomi energetikos problemų sprendimo priemone artimiausioje ateityje. Taip yra dėl jų išeikvojimo ir neišvengiamos aplinkos taršos. Šiuo atžvilgiu svarbu susipažinti su galimybėmis panaudoti naujus energijos šaltinius, kurie pakeistų esamus. Tokie šaltiniai yra saulės, vėjo, vandens, termobranduolinės sintezės ir kitų šaltinių energija.

Saulė kaip šiluminės energijos šaltinis

Tai praktiškai neišsenkantis energijos šaltinis. Jis gali būti naudojamas tiesiogiai (fiksuojant techniniais prietaisais) arba netiesiogiai per fotosintezės produktus, vandens ciklą, oro masių judėjimą ir kitus procesus, kuriuos lemia saulės reiškiniai.

Saulės šilumos naudojimas yra paprasčiausias ir pigiausias būdas išspręsti tam tikras energijos problemas. Skaičiuojama, kad JAV patalpų šildymui ir karšto vandens tiekimui sunaudojama apie 25% šalyje pagamintos energijos. Šiaurinėse šalyse, įskaitant Latviją, ši dalis pastebimai didesnė. Tuo tarpu nemažą dalį šiems tikslams reikalingos šilumos galima gauti fiksuojant saulės spindulių energiją. Šios galimybės tampa reikšmingesnės, kuo daugiau tiesioginės saulės spinduliuotės pasiekia žemės paviršių.

Labiausiai paplitęs būdas yra surinkti saulės energiją per įvairių tipų kolektorius. Paprasčiausia forma tai tamsios spalvos paviršius šilumai sulaikyti ir prietaisas jai kaupti bei sulaikyti. Abu blokai gali reprezentuoti vieną visumą. Kolektoriai dedami į skaidrią kamerą, kuri veikia šiltnamio principu. Taip pat yra prietaisų, mažinančių energijos išsklaidymą (gerą izoliaciją) ir jos pašalinimą, pavyzdžiui, oro ar vandens srovėmis.

Pasyvaus tipo šildymo sistemos yra dar paprastesnės. Aušinimo skysčių cirkuliacija čia vyksta dėl konvekcinių srovių: įkaitęs oras ar vanduo kyla aukštyn, o jų vietą užima vėsesni aušinimo skysčiai. Tokios sistemos pavyzdys būtų patalpa su dideliais langais, nukreiptais į saulę ir geromis izoliacinėmis savybėmis iš medžiagų, kurios ilgą laiką gali išlaikyti šilumą. Siekiant sumažinti perkaitimą dieną ir šilumos nuostolius naktį, naudojamos užuolaidos, žaliuzės, skydeliai ir kiti apsauginiai įtaisai. Šiuo atveju racionaliausio saulės energijos panaudojimo problema išsprendžiama teisingai suprojektavus pastatus. Tam tikrą statybos sąnaudų padidėjimą kompensuoja pigios ir visiškai švarios energijos naudojimo efektas.

Tikslinis saulės energijos panaudojimas dar nėra didelis, tačiau intensyviai didėja įvairių tipų saulės kolektorių gamyba. Šiuo metu JAV veikia tūkstančiai panašių sistemų, nors jos šiuo metu aprūpina tik 0,5 % karšto vandens tiekimo.

Labai paprasti įrenginiai kartais naudojami šiltnamiuose ar kitose konstrukcijose. Didesniam šilumos sukaupimui saulėtu paros metu tokiose patalpose dedama didelio paviršiaus ir geros šilumos talpos medžiaga. Tai gali būti akmenys, šiurkštus smėlis, vanduo, žvyras, metalas ir kt.. Dieną jie kaupia šilumą, o naktį pamažu ją išskiria. Tokie įrenginiai plačiai naudojami šiltnamiuose.

Saulė kaip elektros energijos šaltinis

Saulės energiją paversti elektros energija galima naudojant fotoelementus, kuriuose saulės energija be jokių papildomų įrenginių indukuojama į elektros srovę. Nors tokių prietaisų efektyvumas yra mažas, jų pranašumas yra lėtas nusidėvėjimas, nes nėra jokių judančių dalių. Pagrindiniai fotoelementų naudojimo sunkumai yra susiję su didelėmis jų sąnaudomis ir didelių plotų uždėjimu. Problemą iš dalies galima išspręsti pakeitus metalinius fotokeitiklius elastingais sintetiniais, naudojant namų stogus ir sienas baterijų talpinimui, keitiklius iškėlus į kosmosą ir pan.

Tais atvejais, kai reikalingas nedidelis energijos kiekis, fotovoltinių elementų naudojimas jau ekonomiškai pagrįstas. Tokio naudojimo pavyzdžiai yra skaičiuotuvai, telefonai, televizoriai, oro kondicionieriai, švyturiai, plūdurai, nedidelės drėkinimo sistemos ir kt.

Šalyse, kuriose yra daug saulės spinduliuotės, vykdomi projektai, skirti visiškai elektrifikuoti tam tikrus ekonomikos sektorius, pavyzdžiui, žemės ūkį, naudojant saulės energiją. Tokiu būdu gaunama energija, ypač atsižvelgiant į jos didelį ekologiškumą, yra ekonomiškesnė nei energija, gaunama tradiciniais metodais.

Saulės stotys taip pat žavi galimybe greitai pradėti eksploatuoti ir padidinti jų galią darbo metu, tiesiog prijungus papildomas saulės kolektorių baterijas. Kalifornijoje pastatyta saulės elektrinė, kurios galios pakanka aprūpinti elektra 2400 namų.

Antrasis būdas saulės energiją paversti elektros energija yra vandens pavertimas garais, kurie varo turbogeneratorius. Tokiais atvejais dažniausiai naudojami energijos kaupimo bokštai su daugybe saulės spindulius koncentruojančių lęšių, taip pat specialūs saulės tvenkiniai. Pastarųjų esmė ta, kad juos sudaro du vandens sluoksniai: apatinis su didele druskų koncentracija ir viršutinis, kurį reprezentuoja skaidrus gėlas vanduo. Energiją kaupiančios medžiagos vaidmenį atlieka druskos tirpalas. Pašildytas vanduo naudojamas kaitinti arba virsti garų skysčiais, kurie verda žemoje temperatūroje.

Kai kuriais atvejais saulės energija taip pat yra perspektyvi gaminant vandenilį iš vandens, kuris vadinamas „ateities kuru“. Vandens skilimas ir vandenilio išleidimas vyksta tarp elektrodų praleidžiant elektros srovę, gaunamą gelio įrenginiuose. Tokių įrenginių trūkumai vis dar siejami su mažu efektyvumu (vandenilyje esanti energija yra tik 20% didesnė nei sunaudojama vandens elektrolizei) ir dideliu vandenilio degumu, taip pat jo difuzija per akumuliacines talpyklas.

Saulės energijos panaudojimas fotosintezės ir biomasės būdu

Mažiau nei 1% saulės energijos srauto kasmet koncentruojasi biomasėje. Tačiau ši energija gerokai viršija tą, kurią žmogus gauna iš įvairių šaltinių šiuo metu ir gaus ateityje.

Paprasčiausias būdas panaudoti fotosintezės energiją yra tiesioginis biomasės deginimas. Kai kuriose šalyse, kurios nepradėjo pramonės plėtros, šis metodas yra pagrindinis. Tačiau labiau pateisinamas biomasės perdirbimas į kitų rūšių kurą, pavyzdžiui, į biodujas arba etilo alkoholį. Pirmasis yra anaerobinės (be deguonies) fermentacijos rezultatas, o antrasis - aerobinis (deguonies aplinkoje) fermentacijos rezultatas.

Yra duomenų, kad 2 tūkst. galvijų pieno ūkis, naudodamas atliekas, gali aprūpinti ne tik patį ūkį biodujomis, bet ir gauti nemažų pajamų iš gautos energijos pardavimo. Dideli energijos ištekliai taip pat sutelkti kanalizacijos dumble, šiukšlėse ir kitose organinėse atliekose.

Iš bioresursų gaunamas alkoholis vis dažniau naudojamas vidaus degimo varikliuose. Taigi nuo aštuntojo dešimtmečio Brazilija nemažą dalį savo transporto priemonių pakeitė į alkoholinius degalus arba į alkoholio ir benzino mišinį – benzininį alkoholį. Alkoholio, kaip energijos nešiklio, naudojimo patirties yra JAV ir kitose šalyse.

Alkoholiui gauti naudojamos įvairios organinės žaliavos. Brazilijoje tai daugiausia cukranendrės, JAV – kukurūzai. Kitose šalyse – įvairios grūdinės kultūros, bulvės, medienos masė. Alkoholio, kaip energijos nešiklio, naudojimą ribojantys veiksniai yra žemės trūkumas organinėms medžiagoms gauti ir aplinkos tarša alkoholio gamybos metu (deginant iškastinį kurą), taip pat didelė kaina (apytiksliai 2 kartus brangiau nei benzinas).

Rusijai, kur didelis kiekis medienos, ypač lapuočių (beržo, drebulės), praktiškai nenaudojama (nenukertama ar paliekama kirtimo vietose), labai perspektyvu iš šios biomasės gauti alkoholio naudojant hidrolizės technologijas. Didelės atsargos alkoholio kurui gauti taip pat turimos iš lentpjūvių ir medienos perdirbimo įmonių atliekų.

Pastaruoju metu literatūroje atsirado terminai „energetinės kultūros“ ir „energetinis miškas“. Jos suprantamos kaip fitocenozės, auginamos biomasei perdirbti į dujas arba skystąjį kurą. „Energetiniais miškais“ dažniausiai įvardijamos žemės, kuriose per trumpą laiką (5-10 metų) intensyviomis technologijomis išauginamos ir intensyviai augančios medžių rūšys (tuopos, eukaliptai ir kt.).

Apskritai biokuras gali būti laikomas reikšmingu veiksniu sprendžiant energetikos problemas jei ne dabar, tai ateityje. Pagrindinis šio ištekliaus privalumas – nuolatinis ir greitas atsinaujinimas, o tinkamai naudojant – neišsemiamas.

Vėjas kaip energijos šaltinis

Vėjas, kaip ir judantis vanduo, yra seniausias energijos šaltinis. Keletą šimtmečių šie šaltiniai buvo naudojami kaip mechaniniai malūnuose, lentpjūvėse, vandens tiekimo sistemose į vartojimo vietas ir kt. Jie taip pat buvo naudojami elektros energijai gaminti, nors vėjo dalis šiuo atžvilgiu liko labai nereikšminga.

Pastaraisiais metais suaktyvėjo susidomėjimas vėjo panaudojimu elektros gamybai. Iki šiol išbandytos įvairaus galingumo vėjo jėgainės, tarp jų ir milžiniškos. Buvo padaryta išvada, kad vietovėse, kuriose intensyvus oro judėjimas, vėjo jėgainės gali puikiai aprūpinti energiją vietos poreikiams. Vėjo jėgainių naudojimas atskiriems objektams (gyvenamiesiems namams, nenaudojančioms energijos pramonės šakoms ir kt.) aptarnauti yra pagrįstas. Kartu tapo akivaizdu, kad milžiniškos vėjo jėgainės dar nepateisinamos dėl brangių konstrukcijų, stiprios vibracijos, triukšmo, greito gedimo. Mažų vėjo jėgainių kompleksai, sujungti į vieną sistemą, yra ekonomiškesni.

JAV vėjo jėgainė buvo pastatyta sujungus daugybę mažų vėjo jėgainių, kurių galia apie 1500 MW (apie 1,5 atominės elektrinės). Plačiai vykdomi vėjo energijos panaudojimo darbai Kanadoje, Olandijoje, Danijoje, Švedijoje, Vokietijoje ir kitose šalyse. Be resursų neišsenkimo ir didelio gamybos ekologiškumo, vėjo turbinų pranašumai apima mažą jų gaminamos energijos kainą. Čia jis yra 2-3 kartus mažesnis nei šiluminėse elektrinėse ir atominėse elektrinėse.

Netradicinių vandens išteklių panaudojimo galimybės

Vandens ištekliai ir toliau yra svarbus potencialus energijos šaltinis, jei naudojami ekologiškesni nei šiuolaikiniai jų gavimo būdai. Pavyzdžiui, vidutinių ir mažų upių (ilgis nuo 10 iki 200 km) energijos ištekliai yra itin nepakankamai išnaudojami. Anksčiau mažos ir vidutinės upės buvo svarbiausias energijos šaltinis. Mažos užtvankos ant upių ne tiek trikdo, kiek optimizuoja upių ir gretimų teritorijų hidrologinį režimą. Juos galima laikyti ekologiškai nulemto aplinkos tvarkymo, švelnaus įsikišimo į gamtos procesus pavyzdžiu. Mažose upėse sukurti rezervuarai dažniausiai nesiekdavo už vagų. Tokie rezervuarai slopina vandens svyravimus upėse ir stabilizuoja požeminio vandens lygį gretimose salpose. Tai daro teigiamą poveikį tiek vandens, tiek užliejamų ekosistemų produktyvumui ir tvarumui.

Yra skaičiavimų, kad mažose ir vidutinėse upėse galima gauti ne mažiau energijos, nei jos gaunama iš šiuolaikinių didžiųjų hidroelektrinių. Šiuo metu yra turbinų, kurios leidžia gauti energijos naudojant natūralią upių tėkmę, nestatant užtvankų. Tokios turbinos nesunkiai įrengiamos upėse ir, esant reikalui, perkeliamos į kitas vietas. Nors tokiuose įrenginiuose pagamintos energijos savikaina yra pastebimai didesnė nei didžiosiose hidroelektrinėse, šiluminėse ar atominėse elektrinėse, tačiau dėl didelio ekologiškumo ją tikslinga gauti.

Jūrų, vandenynų ir terminių vandenų energijos ištekliai

Jūrų ir vandenynų vandens masės turi didelius energijos išteklius. Tai apima atoslūgių ir atoslūgių energiją, jūros sroves ir temperatūros gradientus įvairiuose gyliuose. Šiuo metu ši energija naudojama itin mažais kiekiais dėl didelių gamybos sąnaudų. Tačiau tai nereiškia, kad jos dalis energijos balanse ateityje nepadidės.

Šiuo metu pasaulyje veikia dvi ar trys potvynio jėgainės. Tačiau, be didelių energijos sąnaudų, tokio tipo jėgainės negali būti laikomos itin draugiškomis aplinkai. Statant užtvankas užtveriamos įlankos, o tai smarkiai keičia aplinkos veiksnius ir organizmų gyvenimo sąlygas.

Vandenynų vandenyse energijai gaminti gali būti naudojami temperatūrų skirtumai skirtinguose gyliuose. Šiltose srovėse, pavyzdžiui, Golfo srovėje, jos pasiekia 20° C. Principas pagrįstas skysčių, kurie verda ir kondensuojasi esant nedideliems temperatūrų skirtumams, naudojimu. Šiltas paviršinių sluoksnių vanduo naudojamas skysčiui paversti garais, kurie suka turbiną, o šaltas giluminis vanduo naudojamas garams kondensuoti į skystį. Sunkumai yra susiję su konstrukcijų stambumu ir didelėmis jų sąnaudomis. Tokio tipo įrenginiai vis dar yra testavimo stadijoje.

Geoterminių išteklių panaudojimo galimybės yra nepalyginamai realesnės. Šiuo atveju šilumos šaltinis yra šildomas vanduo, esantis žemės žarnyne. Kai kuriose vietovėse tokie vandenys teka į paviršių geizerių pavidalu. Geoterminė energija gali būti naudojama tiek šilumos, tiek elektros energijos gamybai.

Taip pat atliekami šilumos, esančios kietose žemės plutos struktūrose, naudojimo eksperimentai. Ši šiluma iš gelmių išgaunama siurbiant vandenį, kuris vėliau panaudojamas taip pat, kaip ir kiti terminiai vandenys.

Jau šiuo metu pavieniai miestai ar įmonės aprūpinami energija iš geoterminių vandenų. Tai ypač pasakytina apie Islandijos sostinę Reikjaviką. 80-ųjų pradžioje pasaulis iš geoterminių elektrinių (apie 5 atominės elektrinės) pagamino apie 5000 MW elektros energijos. Tarp buvusios SSRS šalių reikšmingi geoterminio vandens ištekliai yra tik Rusijoje, Kamčiatkoje, tačiau jie vis dar naudojami nedideliais kiekiais. Buvusioje SSRS iš tokio tipo išteklių buvo pagaminama tik apie 20 MW elektros energijos.

Sintezės energija

Šiuolaikinė branduolinė energija paremta atomų branduolių padalijimu į du lengvesnius, išskiriant energiją proporcingai masės praradimui. Energijos šaltinis ir skilimo produktai yra radioaktyvūs elementai. Su jomis susijusios pagrindinės branduolinės energetikos aplinkosaugos problemos.

Dar daugiau energijos išsiskiria branduolių sintezės procese, kurio metu du branduoliai susilieja į vieną sunkesnį, tačiau taip pat prarandama masė ir išsiskiria energija. Sintezės pradiniai elementai yra vandenilis, galutinis elementas yra helis. Abu elementai neturi neigiamo poveikio aplinkai ir yra praktiškai neišsenkantys.

Branduolinės sintezės rezultatas yra saulės energija. Šį procesą sumodeliavo žmonės, sprogdami vandenilinėmis bombomis. Užduotis – padaryti branduolių sintezę kontroliuojamą ir tikslingai panaudoti jos energiją. Pagrindinis sunkumas yra tas, kad branduolių sintezė įmanoma esant labai aukštam slėgiui ir maždaug 100 milijonų °C temperatūrai. Nėra medžiagų, iš kurių būtų galima pagaminti reaktorius itin aukštos temperatūros (termobranduolinėms) reakcijoms vykdyti. Bet kuri medžiaga išsilydo ir išgaruoja.

Mokslininkai pasuko ieškodami galimybės atlikti reakcijas aplinkoje, kuri negali išgaruoti. Norint tai pasiekti, šiuo metu bandomi du metodai. Vienas iš jų pagrįstas vandenilio sulaikymu stipriame magnetiniame lauke. Tokio tipo instaliacija vadinama TOKAMAK (Toroidinė kamera su magnetiniu lauku). Tokia kamera buvo sukurta Rusijos vardu pavadintame institute. Kurchatova. Antrasis būdas – naudojant lazerio spindulius, kurie užtikrina norimos temperatūros gavimą, o į kurio koncentracijos vietas tiekiamas vandenilis.

Nepaisant kai kurių teigiamų rezultatų įgyvendinant kontroliuojamą branduolių sintezę, išsakoma nuomonė, kad artimiausiu metu ji vargu ar bus naudojama energetikos ir aplinkosaugos problemoms spręsti. Taip yra dėl to, kad daugelis problemų neišspręstos, ir dėl to, kad tolimesniems eksperimentiniams, o juo labiau pramonės plėtrai reikia didelių išlaidų.

Išvada

Apibendrinant galima daryti išvadą, kad dabartinis žinių lygis, esamos ir kuriamos technologijos suteikia pagrindo optimistinėms prognozėms: žmonijai negresia aklavietė nei dėl energijos išteklių išeikvojimo, nei dėl aplinkos problemų, kurias sukelia energija. Yra realios galimybės pereiti prie alternatyvių energijos šaltinių (neišsenkamų ir draugiškų aplinkai). Iš šių pozicijų šiuolaikinius energijos gamybos būdus galima laikyti savotiškais pereinamaisiais. Klausimas, kiek trunka šis pereinamasis laikotarpis ir kokios galimybės jį sutrumpinti.

Įvadas
1. Energijos problemos
2. Šilumos energijos aplinkosaugos problemos
3. Hidroenergetikos aplinkosaugos problemos
4. Branduolinės energetikos aplinkosaugos problemos
5. Šiuolaikinės energetikos problemų sprendimo būdai
Išvada
Naudotos literatūros sąrašas

Įvadas

Antropogeninis laikotarpis yra revoliucinis Žemės istorijoje. Žmonija pasireiškia kaip didžiausia geologinė jėga pagal savo veiklos mastą mūsų planetoje. Ir jei prisiminsime trumpą žmogaus egzistavimo trukmę, palyginti su planetos gyvybe, tada jo veiklos reikšmė dar labiau išryškės.

Žmogaus techninės galimybės keisti natūralią aplinką sparčiai išaugo ir pasiekė aukščiausią tašką mokslo ir technologijų revoliucijos eroje. Dabar jis gali vykdyti gamtinės aplinkos pertvarkos projektus, apie kuriuos dar palyginti neseniai net svajoti nedrįso. Žmogaus galios augimas lemia neigiamų gamtai ir galiausiai pavojingų žmogaus egzistencijai jo veiklos pasekmių didėjimą, kurių reikšmė tik dabar pradedama suvokti.

Žmonių visuomenės formavimąsi ir vystymąsi lydėjo antropogeninės kilmės vietinės ir regioninės aplinkos krizės. Galima teigti, kad žmonijos žingsnius į priekį mokslo ir technologijų pažangos keliu nepaliaujamai lydėjo neigiami aspektai, kurių staigus paūmėjimas sukėlė aplinkos krizes.

Būdingas mūsų laikų bruožas – žmogaus poveikio gamtinei aplinkai stiprėjimas ir globalizacija, kurią lydi precedento neturintis neigiamų šio poveikio padarinių sustiprėjimas ir globalizacija. Ir jei anksčiau žmonija išgyveno vietines ir regionines aplinkos krizes, kurios galėjo lemti bet kurios civilizacijos mirtį, tačiau nesutrukdė tolesnei visos žmonijos pažangai, tai dabartinė aplinkos situacija yra kupina pasaulinio ekologinio žlugimo. Nes šiuolaikinis žmogus planetiniu mastu griauna integralaus biosferos funkcionavimo mechanizmus. Krizinių taškų tiek problemine, tiek erdvine prasme atsiranda vis daugiau ir jie, pasirodo, yra glaudžiai tarpusavyje susiję. Būtent ši aplinkybė leidžia kalbėti apie pasaulinės aplinkos krizės buvimą ir aplinkos katastrofos grėsmę.

Yra vaizdinė išraiška, kad gyvename trijų „E“ eroje: ekonomikos, energetikos, ekologijos. Tuo pačiu metu ekologija kaip mokslas ir mąstymo būdas sulaukia vis daugiau žmonijos dėmesio.

Šiuo metu terminas „ekologija“ smarkiai pasikeitė. Ji tapo labiau orientuota į žmogų dėl itin didelio masto ir specifinės įtakos aplinkai.

1. Energijos problemos

Energetika – tai gamybos sektorius, besivystantis precedento neturinčiu tempu. Jei šiuolaikinio demografinio sprogimo sąlygomis gyventojų skaičius padvigubėja per 40-50 metų, tai energijos gamyboje ir vartojimui tai vyksta kas 12-15 metų. Esant tokiam gyventojų ir energijos augimo tempų santykiui, energijos prieinamumas didėja eksponentiškai ne tik bendrai, bet ir vienam gyventojui.

kokią įtaką pagrindinės šiuolaikinės (šilumos, vandens, atominės) energijos rūšys daro biosferai ir atskiriems jos elementams, kaip keisis šių rūšių santykis energijos balanse artimiausiu ir ilguoju laikotarpiu;
ar įmanoma sumažinti neigiamą šiuolaikinių (tradicinių) energijos gavimo ir naudojimo būdų poveikį aplinkai;
kokios yra energijos gamybos galimybės naudojant alternatyvius (netradicinius) išteklius, tokius kaip saulės energija, vėjo energija, terminiai vandenys ir kiti neišsenkami bei aplinkai nekenksmingi šaltiniai.

Šiuo metu energijos poreikiai daugiausia patenkinami naudojant trijų rūšių energijos išteklius:

1) organinis kuras,

3) atomo branduolys.

Vandens energiją ir atominę energiją žmogus naudoja pavertęs elektros energija. Tuo pačiu metu nemaža dalis organiniame kure esančios energijos sunaudojama šilumos pavidalu ir tik dalis jos paverčiama elektros energija. Tačiau abiem atvejais energijos išsiskyrimas iš organinio kuro yra susijęs su jo degimu, taigi ir su degimo produktų patekimu į aplinką.

2. Šilumos energijos aplinkosaugos problemos

3. Hidroenergetikos aplinkosaugos problemos

4. Branduolinės energetikos aplinkosaugos problemos

Dar visai neseniai branduolinė energetika buvo laikoma perspektyviausia. Tai lemia ir palyginti didelės branduolinio kuro atsargos, ir švelnus jo poveikis aplinkai. Privalumai taip pat apima galimybę statyti atomines elektrines neprisirišant prie išteklių telkinių, nes jų transportavimas nereikalauja didelių išlaidų dėl mažų apimčių. Pakanka pažymėti, kad 0,5 kg branduolinio kuro leidžia gauti tiek pat energijos, kiek sudeginant 1000 tonų anglies.

Kai kurie atominių elektrinių ir šiluminių elektrinių poveikio aplinkai parametrai pateikti lentelėje.

4.1 lentelė

Atominių elektrinių ir šiluminių elektrinių palyginimas pagal kuro suvartojimą ir poveikį aplinkai.

Elektrinių galia – 1000 MW, veikiančių ištisus metus.

Didelių šilumos nuostolių atominėse elektrinėse pasekmė yra mažesnis jų efektyvumas, palyginti su šiluminėmis elektrinėmis. Pastarosiose – 35 proc., o atominėse – tik 30–31 proc.

Apskritai galima paminėti tokį atominių elektrinių poveikį aplinkai:

ekosistemų ir jų elementų (dirvožemių, gruntų, vandeningųjų sluoksnių ir kt.) naikinimas rūdos gavybos vietose (ypač atviruoju metodu);
žemės užgrobimas pačioms atominėms elektrinėms statyti. Ypač dideli plotai yra atstumti šildomo vandens tiekimo, nuleidimo ir aušinimo konstrukcijų statybai. 1000 MW jėgainei reikalingas apie 800-900 hektarų ploto aušinimo tvenkinys. Tvenkinius gali pakeisti milžiniški aušinimo bokštai, kurių skersmuo ties pagrindu yra 100-120, o aukštis prilygsta 40 aukštų pastatui;
didelių vandens kiekių paėmimas iš įvairių šaltinių ir pašildyto vandens išleidimas. Jei šie vandenys patenka į upes ir kitus šaltinius, juose netenkama deguonies, padidėja žydėjimo tikimybė, padidėja šilumos streso reiškiniai vandens organizmuose;
Neatmetama atmosferos, vandens ir grunto radioaktyvioji tarša tiek išgaunant ir transportuojant žaliavas, tiek eksploatuojant atomines elektrines, sandėliuojant ir perdirbant atliekas bei jas šalinant.

5. Šiuolaikinės energetikos problemų sprendimo būdai

Naudoti elektros energiją šilumai gaminti yra labai nuostolinga. Svarbu nepamiršti, kad elektros energijos gavimas šiluminėse elektrinėse yra susijęs su maždaug 60-65% šiluminės energijos praradimu, o atominėse - mažiausiai 70% energijos. Energija taip pat prarandama, kai ji laidais perduodama per atstumą. Todėl tiesioginis kuro deginimas šilumai, ypač dujoms, gaminti yra daug racionalesnis nei pavertimas elektra, o paskui vėl šiluma.

Taip pat yra įvairių alternatyvių energijos šaltinių. Pagrindiniai šiuolaikiniai energijos šaltiniai (ypač iškastinis kuras) gali būti laikomi energetikos problemų sprendimo priemone artimiausioje ateityje. Taip yra dėl jų išeikvojimo ir neišvengiamos aplinkos taršos. Šiuo atžvilgiu svarbu susipažinti su galimybėmis panaudoti naujus energijos šaltinius, kurie pakeistų esamus. Tokie šaltiniai apima saulės, vėjo, vandens, termobranduolinės sintezės energiją ir kitus šaltinius, kurie gali būti naudojami taip:

saulė kaip šiluminės energijos šaltinis
saulė kaip elektros energijos šaltinis
saulės energijos panaudojimas fotosintezės ir biomasės būdu
vėjas kaip energijos šaltinis
netradicinių vandens išteklių panaudojimo galimybės
jūros, vandenynų ir terminių vandenų energijos ištekliai
termobranduolinė energija.

Išvada

Lentelėje panagrinėkime įvairius alternatyvius energijos šaltinius, jų būklę, ekologiškumą, plėtros perspektyvas sprendžiant aplinką veikiančias energetikos problemas.

Energijos šaltinis	Būklė ir ekologiškumas	Naudojimo perspektyvos
anglis	sunku
	cheminė atmosferos tarša paprastai laikoma 1	potencialūs rezervai 10125 milijardai tonų, žadantys mažiausiai 100 metų
Alyva	skystis
	cheminė atmosferos tarša 0,6 konvenciniai vnt	potencialus rezervas 270-290 milijardų tonų, žadantis mažiausiai 30 metų
dujų	dujinis
	cheminė atmosferos tarša 0,2 konvenciniai vnt	potencialus rezervas 270 milijardų tonų, žadantis 30-50 metų
skalūnai	sunku
	didelį kiekį atliekų ir išmetamųjų teršalų, kuriuos sunku pašalinti	atsargos daugiau nei 38 400 milijardų tonų, neperspektyvios dėl taršos
durpės	sunku
	didelis pelenų kiekis ir aplinkosaugos pažeidimai kasybos vietose	atsargos yra nemažos: 150 mlrd. tonų, neperspektyvios dėl didelio pelenų kiekio ir aplinkosaugos pažeidimų gamybos vietose
hidroenergetika	skystis
	ekologinės pusiausvyros sutrikimas	naftos ekvivalento atsargos siekia 890 mln
geoterminė	skystis
energijos	cheminė tarša	neišsenkantis, daug žadantis
saulės energija		praktiškai neišsenkantis, daug žadantis
potvynio energija	skystis
	šiluminė tarša	praktiškai neišsenkantis
atomo skilimo energija	sunku	atsargos yra fiziškai neišsenkančios, pavojingos aplinkai

Yra realios galimybės pereiti prie alternatyvių energijos šaltinių (neišsenkamų ir draugiškų aplinkai). Iš šių pozicijų šiuolaikinius energijos gamybos būdus galima laikyti savotiškais pereinamaisiais. Klausimas, kiek trunka šis pereinamasis laikotarpis ir kokios galimybės jį sutrumpinti.

Naudotos literatūros sąrašas

Attali J. Ant naujo tūkstantmečio slenksčio: Trans. iš anglų kalbos - M.: Tarptautiniai santykiai, 1993 m.
Brodskis A.K. Trumpas bendrosios ekologijos kursas: Vadovėlis. – 3 leidimas. – M., 1999 m.
Gorelovas A.A. Ekologija: vadovėlis. pašalpa. - M.: Centras, 1998 m.
Erofejevas B.V. Aplinkos teisė: Vadovėlis universitetams. - M.: Jurisprudencija, 1999 m.
Erofejevas B.V. Rusijos aplinkos teisė: vadovėlis. - M.: Juristas, 1996 m.
Lavrovas S.B. Globalios mūsų laikų problemos: 1 dalis. - Sankt Peterburgas, 1993 m.
Lavrovas S.B. Globalios mūsų laikų problemos: 2 dalis. - Sankt Peterburgas, 1995 m.

1.5.1. Elektros energijos gamybos ir perdavimo aplinkosaugos aspektas

Elektros gamyba turi neigiamą poveikį aplinkai. Pagal įtakos laipsnį energetikos objektai yra vieni iš intensyviausiai planetos aplinką veikiančių objektų. Elektros energetikos objektai, pirmiausia šiluminės elektrinės, veikia atmosferos orą teršalų išmetimu, o gamtinius vandenis – užterštomis nuotekomis į vandens telkinius, sunaudoja daug vandens ir žemės išteklių, teršia aplinkines teritorijas pelenais ir šlakais. atliekų. Šio poveikio mastas Rusijoje išsamiau aprašytas 11.8. Kalbant apie elektros energijos perdavimą elektros linijomis, tai nekenksminga aplinkai, palyginti su skirtingų kuro rūšių transportavimu ir jų pumpavimu vamzdynų sistemomis.

Šiuo metu energetikos objektų ir aplinkos sąveikos problema įgavo naujų bruožų, darydama įtaką didžiulėms teritorijoms, upėms ir ežerams, Žemės atmosferai ir hidrosferai. Didesnis energijos suvartojimas artimiausioje ateityje nulemia tolesnį įtakos visiems aplinkos komponentams plotą pasauliniu mastu.

Didėjant blokų, elektrinių ir energetikos sistemų vienetiniams pajėgumams, specifiniams ir suminiams energijos suvartojimo lygiams, iškilo uždavinys apriboti teršalų išmetimą į oro ir vandens baseinus bei visapusiškiau išnaudoti jų natūralų sklaidos pajėgumą. Anksčiau renkantis elektros ir šiluminės energijos gavimo būdus, būdus kompleksiškai spręsti energetikos, vandentvarkos, transporto problemas, nustatyti pagrindinius objektų parametrus (stoties tipą ir galią, rezervuaro tūrį ir kt.), pirmiausia vadovavosi ekonominių sąnaudų mažinimu. Šiuo metu iškyla energetikos objektų statybos ir eksploatavimo galimų pasekmių aplinkai vertinimo klausimai.

Įprasta išskirti tris aplinkos apribojimų lygius:

vietiniai - energetikos įmonės absoliučių ir specifinių aplinkosauginio veiksmingumo rodiklių standartai;
regioniniai - tarpvalstybinių SO 2 ir NO x emisijų srautų iš energetikos įmonių, esančių Rusijos europinėje teritorijoje, apribojimai;
pasauliniu lygiu – bendrųjų šiltnamio efektą sukeliančių dujų (CO 2) emisijų apribojimai.

Šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijų priskyrimas aplinkos problemai visada buvo prieštaringas, nes CO 2 nėra aplinkos teršalas. Yra natūralios ir antropogeninės emisijos. Antropogeninių išmetamųjų teršalų įtaka visuotiniam atšilimui, o iš tikrųjų pats visuotinio atšilimo faktas sukėlė daug ginčų. 2005–2006 metais Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos darbas įtikinamai įrodė visuotinio atšilimo faktą ir jo priklausomybę nuo antropogeninių CO 2 emisijų.

Įgyvendinus JT bendrąją klimato kaitos konvenciją ir jos Kioto protokolą (šis klausimas aptariamas 11.8 punkte), daugelyje šalių buvo suformuotos CO2 išmetimo ribų valdymo sistemos, pagrįstos vyriausybės sprendimais dėl apribojimus ir mažinimą bei CO2 mažinimo rinkas. Galima sakyti, kad pasaulyje formuojasi globali antropogeninių šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijos mažinimo proceso valdymo sistema.

Kova su pasauline klimato kaita daro vis didesnę įtaką šalių ekonominei politikai. Ši kova tampa vienu iš svarbiausių socialinių ekonominės politikos tikslų, lemiančių jos evoliuciją link inovatyvios ekonomikos ir nutolimo nuo orientacijos į išteklius.

Todėl šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijos ribojimo problema tapo savarankiška dalykine sritimi, labai glaudžiai susijusia su aplinkos politika, tačiau vis dar besiskiriančia nuo jos globaliu požiūriu, sudėtingumu ir problemų sprendimo priemonių įvairove. Šis priemonių rinkinys apima specialių modelių naudojimą globaliam ilgalaikio ekonomikos ir energetikos komplekso plėtros galimybių modeliavimui. Žymiausi iš jų – Tarptautinės energetikos agentūros (IEA) globoje sukurtas ir daugelyje pasaulio šalių naudojamas MARKAL modelių kompleksas ir patobulinta jo versija TIMES. Šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo ribojimo ir mažinimo priemonių rinkinys apima priemonių rinkinį, skirtą pagerinti energijos vartojimo efektyvumą ekonomikoje, geriausių esamų ir atsirandančių technologijų naudojimą energijos gamybai ir vartojimui, mokesčių už šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisiją ir rinką įvedimą. prekybos CO 2 emisijų mažinimu mechanizmai.

Skirtingai nei šiltnamio efektą sukeliančių dujų problema, tradicinės aplinkos problemos daugiausia yra vietinio ir regioninio pobūdžio.

Naujų gaminančių įmonių kūrimasis elektros pramonėje ir šalies bei užsienio elektros rinkų integracijos perspektyvos lemia naujos aplinkosaugos politikos elektros energetikos srityje rengimo aktualumą. Pagrindinis jos tikslas – sudaryti sąlygas ir parengti priemonių sistemą, užtikrinančią patikimą ir aplinką tausojančią energijos gamybą, transportavimą ir paskirstymą, laikantis aplinkosaugos teisės aktų normų ir reikalavimų.

Kuriant aplinkosaugos politiką elektros energetikos pramonėje, būtina atsižvelgti į neišvengiamą nacionalinės teisės aktų perėjimą prie geriausių esamų technologijų naudojimo principo ir leistinų medžiagų išmetimo ir išleidimo į aplinką techninių standartų įvedimo.

Prioritetinės geriausių esamų technologijų elektros energetikos pramonėje (išskyrus branduolinę) naudojimo sritys nustatomos pagal Rusijos RAO UES techninės politikos koncepciją. Šiame dokumente pateikiami pažangiausi techniniai sprendimai ir apibūdinamos geriausios esamos technologijos, kurios turėtų būti naudojamos projektuojant, eksploatuojant, rekonstruojant ir statant energetikos įmones.

Reikėtų atsižvelgti į tai, kad daugeliu atvejų (pramonės centruose ir kitose vietose, kuriose yra padidintas) diegiant perspektyvias technologijas elektros energetikos pramonėje, įskaitant garo-dujų technologijų ir cirkuliuojančio verdančio sluoksnio technologijų naudojimą šiluminėse elektrinėse. antropogeninė apkrova aplinkai, taip pat šalia specialiai saugomų gamtinių teritorijų) toli gražu ne visada atitinka reikalavimą užtikrinti griežtus aplinkos kokybės standartus. Tokiu atveju būtina įdiegti specialias aplinkosaugos priemones.

1.5.2. Šiluminių elektrinių ir hidroelektrinių aplinkosaugos problemų ypatumai, jų sprendimo būdai.

Aplinkosaugos klausimais šiluminės elektrinės naudojant iškastinį kurą elektros ir šiluminės energijos gamybai, tai yra azoto oksidų, sieros dioksido, kietųjų dalelių, taip pat CO2 išmetimas į atmosferą, teršalų išmetimas į vandens telkinius, didelis atliekų pelenų ir šlako kiekis. ir žemas jų naudingo panaudojimo lygis.

Sieros oksidai ir azoto oksidai kelia rimtą aplinkos problemą. Didėjant šių teršalų koncentracijai, daugėja kvėpavimo takų ligų, visų pirma tarp vyresnio amžiaus žmonių. Be sieros ir azoto oksidų, žmogaus sveikatai pavojingos ir rūgštinės aerozolio dalelės, kuriose yra sulfatų ar sieros rūgšties (jų pavojingumo laipsnis priklauso nuo jų dydžio: dulkės ir didesnės aerozolio dalelės sulaikomos viršutiniuose kvėpavimo takuose, o mažos (mažiau nei 1 mikronas) lašeliai ar dalelės gali prasiskverbti į tolimiausius plaučių plotus (kenksmingo poveikio laipsnis proporcingas teršalų koncentracijai).

Taip pat dėl vandens ir sieros oksidų (SO2) bei azoto (NOx) reakcijos susidaro rūgštus lietus (išsiskyręs sieros dioksidas ir azoto oksidai žemės atmosferoje virsta rūgštis formuojančiomis dalelėmis, kurios reaguoja su atmosferos vandens, paverčiant jį rūgštiniais tirpalais, krintant kaip rūgštus lietus). Rūgštūs lietūs kelia grėsmę biosferos ir paties žmogaus egzistavimui, yra viena iš gyvybės vandens telkiniuose, miškuose, pasėliuose ir augmenijoje žūties priežasčių, spartina pastatų ir kultūros paminklų, vamzdynų naikinimą, mažina dirvožemio derlingumą. .

Kietosios dalelės- Lakieji pelenai, patekę į atmosferą iš šiluminių elektrinių (daugiau nei 3 mln. tonų per metus) taip pat neigiamai veikia žmonių ir gyvūnų kvėpavimo sistemą, miško žemes, vandens telkinius.

Pelenai ir šlakas- pelenų ir šlako atliekos iš anglimi kūrenamų šiluminių elektrinių, šalinamų pelenų sąvartynuose, kurie jau užima daugiau nei 22 tūkst. hektarų žemės. Pelenų ir šlako atliekų išvežimas ir utilizavimas yra viena iš pagrindinių anglimi kūrenamų šiluminių elektrinių aplinkosaugos problemų. Šiuo metu taikoma hidraulinio pelenų šalinimo praktika su tolesniu pelenų ir šlako atliekų saugojimu neatitinka būsimų reikalavimų ir neleidžia efektyviai naudoti pelenų ir šlako medžiagų statybos pramonėje, todėl didėja pelenų ir šlako kaupimasis. per metus išmeta 25-30 mln. tonų.

Teršalų išmetimai į vandens telkinius neturi viršyti vandens telkinių, naudojamų geriamajam ir buitiniam vandens tiekimui, žvejybai ir kt. tikslai.

CO2 emisija: Rusijos elektros energijos pramonė sudaro apie ketvirtadalį šiltnamio efektą sukeliančių dujų, kurias išskiria pramoniniai stacionarūs šaltiniai. Atsižvelgiant į nuolatinį tarptautinių ir Rusijos organizacijų dėmesį į klimato kaitos klausimus, elektros pramonė turi griežtai kontroliuoti savo CO2 emisijų lygį.

Šiluminių elektrinių, naudojančių anglį kaip kurą, aplinkosaugos problemos yra daug ryškesnės nei dujų elektrinėse. Tai liudija 1.5.1 lentelėje pateikti duomenys.

1.5.1 lentelė

Teršalų emisijos šiluminėse elektrinėse gaminant 1 MWh(degant anglį ir dujas)

	Teršalų emisija, kg/MWh

Todėl pagrindinis dėmesys kuriant aplinkosaugines technologijas skiriamas šiluminėms elektrinėms, naudojančioms anglį.

Kaip parodyta 1.4 punkte, daugelyje subsektorių ir gamybos rūšių Rusijos elektros energijos pramonės techninis lygis atsilieka nuo pasaulinių standartų. Neįdiegus naujos ir nemodernizavus esamos aplinkos apsaugos įrangos esamose Rusijos šiluminėse elektrinėse esant jų vardinei apkrovai, didžiausios leistinos emisijos normos (DLK) gali būti viršytos iki 2015 m.: pelenų kietosioms dalelėms – 50% šiluminių elektrinių, azoto oksidams - 44% šiluminių elektrinių, sieros oksidui - 25% šiluminių elektrinių.

Į eksploatuojamų šiluminių elektrinių aplinkosaugos problemų sprendimų sąrašą įtraukiami technologiniai azoto oksidų slopinimo metodai ir azoto valymo sistemų įdiegimas, specialūs desulfuravimo įrenginiai, itin efektyvūs pelenų surinkėjai, pažangios vandens valymo ir pelenų bei šlako šalinimo technologijos. Apskritai šiluminėms elektrinėms turėtų būti taikomas diferencijuotas požiūris, atsižvelgiant į kuro rūšį, galią ir įrangos tarnavimo laiką:

katilinės su sumažintais parametrais (9 MPa/510 °C ir 2,9 MPa/420 °C) ir pradėtos eksploatuoti dar šeštajame dešimtmetyje. praėjusio šimtmečio pramonė turėtų būti išmontuota, kai tik bus įmanoma aprūpinti vartotojus šilumos ir elektros energija iš kitų šaltinių;
katiluose, kurie ilgą laiką veiks kietuoju ir gazoliniu kuru, atlikite priemonių rinkinį NO emisijai sumažinti xį atmosferą (1.5.2 lentelė). Dažniausiai šias priemones remonto įmonės gali įgyvendinti šiek tiek padidindamos kapitalinio remonto išlaidas ir laiką;

toje pačioje įrenginių grupėje (anglies miltelių katilai, kurių garo parametrai 13,8 MPa, kurių likutinis tarnavimo laikas yra daugiau nei 10 metų), būtina įgyvendinti nebrangias pelenų surinkimo efektyvumo didinimo priemones ir (esant deginant daug sieros turinčias anglis) supaprastintos sieros šalinimo schemos.

1.5.2 lentelė

NO emisijų mažinimo būdai x esamiems katilams, kurių tolesnis eksploatavimas yra ilgas

Metodo pavadinimas	Efektyvumas, %		Taikymo apribojimas	Pastaba
Degimo proceso modernizavimas
Mažai toksiški degikliai		Visų rūšių degalai	Liepsnos stabilumas ir visiškas kuro degimas	Pakopinis oro ar degalų tiekimas horizontalioje degiklio dalyje reikalauja tam tikro atstumo iki priešingo ekrano
Išmetamųjų dujų recirkuliacija		Didesnis skaičius skirtas dujoms, mažesnis – labai reaktyvioms anglims. Netinka AS, T ir SS	Liepsnos stabilumas, ant būgninių katilų - perkaitimo temperatūros padidėjimas	Recirkuliacinės dujos tiekiamos per degiklius. Deginant anglį – per dulkių sistemą (kartu su pirminiu oru).
Dviejų pakopų degimas		Visų rūšių degalai		Deginant sieros turintį kurą, ypač SKD katiluose, kyla aukštatemperatūrinės degimo ekranų korozijos pavojus.
Koncentrinis degimas		Rudos anglys ir bituminės anglys, pasižyminčios dideliu lakiųjų medžiagų kiekiu		Rekonstruojant tangentines pakuras, galima apsiriboti tik degiklių keitimu. Kartu sumažėja degimo ekranų šlakų susidarymas ir korozija
Trijų pakopų degimas su NO x regeneravimu (pakartotinis degimas)		Visų rūšių kuras (AS ir T šilumai reikia 10-15% dujų)	CO atsiradimas ir degių medžiagų augimas pernešime	Didesnis efektas pasiekiamas naudojant dujas redukcijos zonai sukurti (10-15 % šilumos).

Gerinti aplinkos būklę esamose šiluminėse elektrinėse, atsižvelgiant į galimą kietojo kuro dalies padidėjimą jų kuro balanso struktūroje:

labai ekonomiškuose 300-800 MW blokuose ant Kansko-Achinsko anglies, siekiant sumažinti azoto oksidų susidarymą, patartina naudoti žemos temperatūros degimo principą, kuris pasitvirtino daugelyje veikiančių katilų (P-67, BKZ). -500-140);
kai naudojamas 300–500 MW galios akmens anglies blokuose iš Kuznecko baseino, siekiant sumažinti NO susidarymą x, būtina naudoti mažai toksiškus degiklius ir pakopinį kuro deginimą. Sujungus šias priemones galima užtikrinti NO koncentraciją x mažesnis nei 350 mg/m3 ir atitinka naujai pristatomos šiluminės elektrinės įrangos standartus;
Deginant mažos reakcijos kurą (ASh ir Kuznecko liesą anglį) katiluose su skysto šlako šalinimu, jei elektrinėse yra gamtinių dujų, patartina organizuoti trijų pakopų deginimą su NO sumažinimu. x viršutinėje krosnies dalyje (rebening procesas).

Kur technologiniais metodais neįmanoma sumažinti NO koncentracijos x iki reikiamo lygio, turi būti naudojamos azoto valymo sistemos. Dvi azoto valymo technologijos turi perspektyvų pritaikyti pramonėje: selektyvus nekatalizinis ir selektyvus katalizinis azoto oksidų redukavimas.

Siekiant sumažinti sieros oksidų susidarymą, reikėtų naudoti šlapias kalkes ir amoniako sulfatą arba supaprastintas šlapio džiovinimo technologijas. Pirmieji du tinka, kai kuro sieros kiekis yra apie 0,15 % kg/MJ, kai reikia surišti daugiau nei 90-95 % SO 2 ir supaprastinta šlapio sauso technologija (SO 2 emisija sumažinama 50-70 %). - kūrenant mažai ir vidutiniškai sieros turintį kurą.

Galima užtikrinti reikiamą pelenų surinkimo efektyvumą (kietųjų dalelių (pelenų) koncentracija išmetamosiose dujose po valymo - 50 mg/m3) ir pelenų tiekimą vartotojui veikiančiose šiluminėse elektrinėse naudojant daugialaukius horizontalius elektrinius nusodintuvus.

Pelenams iš Kansko-Achinsko ir Donecko anglių surinkti patartina naudoti elektrostatinius nusodintuvus su standartiniu (nepertraukiamo) maitinimo režimu, o su pertrūkiu ir impulsiniu maitinimu - pelenų surinkimui iš Ekibastuzo ir Kuznecko anglių. Elektrostatiniai nusodintuvai rekonstruojami taip, kad juos būtų galima statyti ant esamų pamatų. Mikrosekundžių galios naudojimas renkant pelenus iš Kuznecko anglies leidžia įrenginius sudėti į vieną pakopą.

Sistemingai įgyvendinus aplinkos apsaugos priemones esamuose katiluose, kurie dar veiks iki 2015 m., turėtų būti pasiektos lentelėje nurodytos kenksmingų medžiagų koncentracijos. 1.5.3.

1.5.3 lentelė

Numatytos didžiausios pasiekiamos kenksmingų emisijų koncentracijos esamai įrangai iki 2015 m.

Emisijos(pagal O 2 = 15%)	Koncentracija, mg/m 3 esant O2 = 6 %
Kietosios dalelės		Visų rūšių anglis
Sieros oksidai		Anglis ir mazutas
Azoto oksidai montuojant katilą		Gamtinių dujų

		Rudos anglys
		Akmens anglys
		Skinny coals ir AS
Azoto oksidai montuojant dujų turbiną		Gamtinių dujų

*) Minimalus skaičius taikomas katilams, kurių šiluminė galia didesnė nei 500 MW, didžiausia – mažesnė nei 100 MW.

Šiluminių elektrinių aplinkosaugos problemų sprendimas esamam elektrinių parkui labai skiriasi nuo priemonių, naudojamų naujai statomoms elektrinėms.

Lentelėje 1.5.4 pateikiami prognozuojami aplinkosauginiai rodikliai naujai statomiems Rusijos šiluminių elektrinių anglies blokams iki 2030 m. Norint juos pasiekti, būtina tobulinti šiuo metu žinomas dujų valymo technologijas ir kurti naujas, efektyvesnes. Šių technologijų naudojimo prognozė iki 2030 m. pateikta lentelėje. 1.5.5.

1.5.4 lentelė

Pasiekiami aplinkosauginiai rodikliai naujai pastatytiems šiluminių elektrinių anglies blokams Rusijoje

Indeksas
SO 2 surinkimo greitis, %
Azoto oksidų koncentracija (O 2 = 6%), mg/m 3
Kietosios dalelės, mg/m3	20¸30; mažesnių nei 10 mikronų dalelių kiekio apribojimas (RM-10)	5¸10; mažesnių dalelių kiekio riba 2,5 µm (PM 2,5)
Gyvsidabrio (sunkiųjų metalų) surinkimo laipsnis, %
Pelenų ir šlako atliekų sunaudojimas, %

Naujai pastatytuose anglimi kūrenamuose jėgos agregatuose turi būti įrengta visa aplinkos apsaugos įranga, įskaitant dūmų valymo įrenginius nuo kietųjų dalelių, sieros oksidų (SO 2) ir azoto oksidų (NO x).

Daugialaukiai elektrostatiniai nusodintuvai turėtų būti naudojami kaip pelenų surinktuvai naujuose katiluose, kurie gali atitikti šiandieninius leistinų išmetimų į atmosferą standartus (pelenų masės koncentracija išmetamosiose dujose po valymo 30-50 mg/m3).

Papildomą efektą deginant Kuznecko ir Ekibastuzo anglis galima gauti sumažinus temperatūrą ir kondicionuojant išmetamąsias dujas.

Norint naudoti sudėtingą įrangą ankštomis sąlygomis, galima naudoti dviejų zonų elektrostatinį nusodintuvą. Kombinuoti pelenų surinkimo įrenginiai (elektrinis nusodintuvas su maišiniu filtru, elektrinis nusodintuvas ir vandens įrenginys smulkioms dalelėms surinkti) yra perspektyvūs naudoti energetikos sektoriuje.

Norint sėkmingai išspręsti pelenų ir šlako medžiagų perdirbimo problemą ir padaryti minimalią aplinkos žalą aplinkai, kuriant pelenų ir šlako šalinimo sistemas naujoms anglimi kūrenamoms šiluminėms elektrinėms, reikėtų įtraukti projektinius sprendimus, kuriais siekiama atskirai pašalinti pelenus ir šlaką. Būtina numatyti galimybę 100% surinkti ir išvežti sausus pelenus (įskaitant frakcijų grupes), taip pat maksimaliai mechanizuoti ir automatizuoti visus technologinius procesus.

Kaip minėta anksčiau, naujų anglies energijos blokų elementas turėtų būti privalomas išmetamųjų dujų nusierinimo įrenginiai. Šiuo metu užsienio šiluminėse elektrinėse dažniausiai naudojamos šlapios kalkakmenio desulfuravimo sistemos, kurios sumažina SO 2 emisiją vidutiniškai 95%. Naujuose Rusijos energetiniuose blokuose, deginant daug sieros turinčias anglis, norint atitikti priimtus ir būsimus leistinų SO2 emisijų standartus, reikės naudoti tas pačias schemas arba amoniako-sulfato nusierinimo technologiją, jau įdiegtą Dorogobužo kogeneracinėje elektrijoje.

Deginant vidutinio ir mažai sieros turintį kurą (įskaitant daugumą anglies telkinių Rusijoje, įskaitant anglį iš Kuznecko ir Kansko-Ačinsko baseinų), mažiau kapitalo reikalaujanti supaprastinta šlapio ir sauso desulfuravimo technologija yra gana efektyvi. Šiuo metu tiriamos naujos sieros šalinimo technologijos su efektyvesniais sorbentais, leidžiančios kompleksiškai išspręsti kenksmingų medžiagų (taip pat ir sunkiųjų metalų) šalinimo problemas.

Azoto oksido emisijų mažinimas statant CCGT blokus ir montuojant galingus miltelinės anglies katilus vykdomas šiais technologiniais sprendimais. Reguliuojama NO emisija x deginant gamtines dujas dujų turbininiuose blokuose, juos galima pasiekti naudojant naujausios kartos „sausas“ degimo kameras. Tikėtina, kad jėgainių su CCGT blokais nereikės į atmosferą išmetamų išmetamųjų dujų azoto valymo įrenginių. Padėtis yra sudėtingesnė su miltelinės anglies katilais su galingais jėgos agregatais. Pramonėje sukurti ir išbandyti technologiniai metodai leidžia šiuo metu atitikti vidaus standartus dėl leistinų NO emisijų x tik deginant rudąsias anglis, taip pat D ir G klasių kietąsias akmens anglis. Kitoms akmens anglims, o ypač antracitui, problemą galima išspręsti tik už katilo įrengus katalizinį reaktorių ir sumažinus susidariusius azoto oksidus tiekiant aminą. - kurių sudėtyje yra reagentų, patenkančių į dujų kelią (amoniako vanduo arba karbamidas).

Ateityje, atsižvelgiant į poreikį vidaus standartus priartinti prie europietiškų (kur NO koncentracija x išmetamosiose dujose už anglies katilo neturi viršyti 200 mg/m 3 esant 6% O 2), akivaizdu, kad reikės taikyti ne tik technologinių metodų kompleksą (mažai toksiški degikliai, įvairūs dviejų ir trijų variantai). -pakopinis deginimas) į naujus miltelinės anglies katilus, bet taip pat sistemas, skirtas azoto išvalymui iš NO. x. Gali būti, kad artimiausiais metais atsiras naujų išmetamųjų dujų valymo iš NO technologijos x. Pavyzdžiui, naujame bloke įrengiant šlapio kalkakmenio nusierinimo sistemą, žymiai (iki 90 %) sumažėja NO emisijos. x gali būti pasiektas įpurškiant elementinį fosforą P4 į dūmtakį prieš skruberį 121-280 °C temperatūroje.

Teritorijoje submikroninių kietųjų dalelių surinkimo technologijos pirmiau minėtų reikalavimų įvedimas reiškia poreikį prie sausų elektrostatinių nusodintuvų pridėti naujų įrenginių, kurie leistų efektyviau (už priimtiną kainą) surinkti submikronines daleles: maišelių filtrus, hibridinius įrenginius, susidedančius iš elektrinio valymo etapo ir filtravimo etapo, ir net šlapi elektrostatiniai nusodintuvai. Šių naujų technologijų naudojimas, be submikroninių kietųjų dalelių, taip pat leidžia užfiksuoti gyvsidabrį ir jo junginius. Į visa tai reikės atsižvelgti renkantis dujų valymo įrangą, nes pramoninės šalys jau dabar daug dėmesio skiria gyvsidabrio išmetimui iš šiluminių elektrinių išmetamųjų dujų.

1.5.5 lentelė.

Perspektyvios technologijos, leidžiančios sumažinti teršalų išmetimą į atmosferą iš šiluminių elektrinių

Teršalų pavadinimas	Iki 2010 m
Technika, jos efektyvumas
Azoto oksidai	Technologiniai metodai
	anglies katilams - 30÷50%; gamtinėmis dujomis varomam CCGT - 50 mg/m 3	anglies katilams - 40÷60%; CCGT - 20÷30 mg/m 3	anglies katilams - 50÷70%; PGU - 10÷15 mg/m 3
	SNCR – 30÷50 %	SNKV-M – 50÷80 %	SCR – 90÷95 %
	SCR – 70÷80 %	SCR – 80÷90 %
Sieros oksidai	Mažai sieros turintis kuras
	Šlapių pelenų surinktuvų naudojimas η = 30÷60%; supaprastinta šlapio-džiovinimo technologija - η = = 50÷60%	Šlapio kalkakmenio (kalkakmenio) technologija η = 80÷90 %	Šlapio kalkakmenio (kalkakmenio) technologija η = 90÷95%
	Sieros kuras
	Drėgnos (kalkakmenis, amonio sulfatas, magnio sulfatas) technologijos
	η SO2 = 90÷95 %	η SO2 = 95÷98 %
	Šlapio sauso technologija su cirkuliuojančia inertine mase η SO2 = 90 %	Šlapio sauso technologija su CFB η SO2 = 92÷95%	Amoniako-ciklinė technologija η SO2 = 99 %
		Šlapio sauso technologija su CFB η SO2 = 92÷95%	Drėgnos technologijos su naujais efektyviais sorbentais η SO2 = 99 %
Pelenų dalelės	Elektrostatiniai nusodintuvai η = 98 %; Modernizuoti šlapių pelenų surinkėjai η > 95 %	Elektriniai nusodintuvai η = 98÷99%; Maišiniai filtrai η = 98÷99%; Kombinuoti sausieji įrenginiai (elektrinis nusodintuvas + medžiaginis filtras) η = 99,0 %	Elektrostatiniai nusodintuvai η > 99,5 %; Šlapieji elektrostatiniai nusodintuvai η > 99,5 %; Sausi hibridiniai įrenginiai η > 99,5 %; Kompleksinis valymas šlapiuose ESP su impulsiniu maitinimo šaltiniu
Gyvsidabris (sunkieji metalai)		Sorbentų (aktyvintos anglies ir kt.) įpurškimas prieš elektrostatinį nusodintuvą; η = 50÷60 %	Halogenų turinčių sorbentų įpurškimas į dujų kelią + desulfuravimas; η = 90÷95 %
	Jėgos agregatų efektyvumo didinimas, įsk. kombinuotai elektros ir šilumos gamybai	Bandomieji projektai, susiję su CO 2 pašalinimu iš elektrinių ciklo ir vėlesniu jo pašalinimu	Didelės demonstracinės gamyklos su įvairiomis CO 2 šalinimo ir šalinimo technologijomis:

Pagrindinė esamų hidroelektrinių problema pramonėje, privaloma vienu metu atitikti šiuos reikalavimus:

Išsiuntimo grafike nurodytų elektros energijos kiekių gamybos besąlyginis užtikrinimas;

Geriamojo ir buitinio vandens tiekimo, laivybos, žuvininkystės prioritetų laikymasis žuvų išteklių išsaugojimui ir dauginimuisi svarbiose upių ir rezervuarų atkarpose, rezervuarų užpildymo ir nusausinimo režimo įgyvendinimas, rezervuarų kranto erozijos prevencija ir alyvų išleidimas į juos.

Kuriame statomose hidroelektrinėse Būtina laiku spręsti miško kirtimo, žemės užliejimo, žuvų migracijos kelių blokavimo, gyventojų perkėlimo iš potvynio zonos ir kt.

Kalbant apie hidroenergetikos įrenginius, aplinkos apsaugos priemonės apima:

vietų parinkimas naujoms hidroelektrinėms, atsižvelgiant į regiono aplinkos gerovę, užtikrinant prioritetą biologinės įvairovės išsaugojimui ir ypač saugomų gamtos teritorijų apsaugai projektuojant ir įrengiant naujas hidroelektrines;
visiško ir savalaikio vandens biologiniams ištekliams padarytos žalos atlyginimo užtikrinimas;
atlieka melioracijos darbus ir užtvankia seklias rezervuarų zonas jų integruotam (žemės ūkio ir žuvininkystės) naudojimui;
kompensuojamųjų žuvininkystės objektų, žuvų praėjimų ir apsauginių konstrukcijų statyba, žuvų išteklių išsaugojimo priemonių, veisimosi ir maitinimosi vietų sukūrimas, techninių žuvų migracijos kelių išsaugojimo priemonių įdiegimas, siekiant sumažinti neigiamą vandens telkinių poveikį ichtiofaunai;
hidroelektrinėse sukurti ir įdiegti selektyvinius vandens paėmimus, kurie leidžia reguliuoti žemutinio baseino vandens temperatūros režimą paimant jį iš skirtingų rezervuaro gylių ir taip sumažinti poveikį mikroklimatui;
nuotekų šalinimo sistemų rekonstrukcija, siekiant visiškai sustabdyti nevalytų buitinių nuotekų išleidimą į vandens telkinius;
modernių medžiagų panaudojimas įvairiuose hidraulinės energijos ir hidromechaninės įrangos elementuose, hidroelektrinių ir mažųjų hidroelektrinių kaskadų statyba iš gamykloje pagamintų blokinių modulių naudojant plūduriuojančią technologiją;
naudoti sparnuotės, kurios neleidžia aplinkai pavojingiems skysčiams nutekėti į tekėjimo kelią;
savaiminio tepimo medžiagų naudojimas kinematinių mechanizmų trinties mazguose (nenaudojant alyvų);
organizuojant patogų būstą gyventojams, perkeltiems iš potvynių zonų.

1.5.3. Šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijos problema

Labai opi aplinkosaugos problema energetikams, susijusi su iškastinio kuro naudojimu, yra pagrindinių šiltnamio efektą sukeliančių dujų – CO 2 – išmetimas į atmosferą. ES jau įvedė mokėjimus už padidintą šiluminių elektrinių išmetamą CO 2 kiekį.

Veiksmingas, įskaitant. o CO 2 emisijų mažinimo požiūriu yra energijos gamybos procesų šiluminėse elektrinėse tobulinimas remiantis:

anglies jėgainių su superkritiniais (efektyvumas=41%) ir superkritiniais (efektyvumas=46%) garo parametrų įvedimas;
kombinuoto ciklo dujų įrenginių diegimas (efektyvumas = 55-60%);
katilų su cirkuliuojančiu verdančiojo sluoksniu naudojimas deginant žemos kokybės kurą;
padidinto šilumingumo kuro ir gamtinių dujų naudojimas;
kuro deginimo technologijų, kuriose naudojamas deguonis, naudojimas.

Anglies dioksido, susidarančio deginant iškastinį kurą, sekvestracijos procesas susideda iš trijų pagrindinių dalių: surinkimo, transportavimo ir šalinimo.

Anglies dioksido surinkimo procesas gali būti organizuojamas po kuro deginimo (išgavimo iš dūmų dujų) arba prieš jo deginimą (CO 2 pašalinimas kuro dujinimo procese).

Gaudant anglies dioksidą gali būti naudojami įvairūs fizikiniai ar cheminiai metodai: kriogeninis atskyrimas, membraninis atskyrimas, fizinė adsorbcija arba cheminė absorbcija. Ateityje pramoniniu būdu galima naudoti netradicinius CO 2 emisijų mažinimo būdus: kuro deginimą cheminiame cikle, sausą regeneracinę adsorbciją ir kt.

Svarbi daug žadanti CO 2 emisijų mažinimo kryptis yra jo įkasimas į žemės ertmes naudojant šiuos metodus:

akytų konstrukcijų naudojimas;
rezervuarų naudojimas druskose;
įpurškimas į aktyvius alyvos rezervuarus.

Geriausių rezultatų naujos statybos metu galima tikėtis iš CCGT jėgainių su anglies dujofikavimu. Technologiškai tokie įrenginiai leidžia gaminti vandenilio perteklių, skirtą naudoti technologiniuose procesuose arba kaip kuro elementų kurą (elektrinėse jau veikia panašūs CCGT blokai, kurių galia iki 500 MW (bet be CO 2 atskyrimo ir pašalinimo). Aptarnaujančios naftos perdirbimo gamyklas.Jų žaliava yra sunkiosios naftos likučiai, o jų produktai – elektros energija, šiluma garų pavidalu ir vandenilis, kuris naudojamas naftos perdirbimo procesuose).

Transporto ir ryšių institutas

Civilinė sauga

Tema: Energetikos aplinkosaugos problemos

Tipas: Abstraktus

Užbaigė: Sitnikovas Maksimas

grupė 3301 BN

Pateikimo patikrinti data: ______ ___

Grąžinimo peržiūrai data:______ ___

Išlaikyta/nepavyko

Mokytojas: L.N. Zagrebina

Įvadas

Yra vaizdinė išraiška, kad gyvename trijų „E“ eroje: ekonomikos, energetikos, ekologijos. Tuo pačiu metu ekologija kaip mokslas ir mąstymo būdas sulaukia vis daugiau žmonijos dėmesio.

Šiuo metu terminas „ekologija“ smarkiai pasikeitė. Ji tapo labiau orientuota į žmogų dėl itin didelio masto ir specifinės įtakos aplinkai.

Nepaisant pastebėtų neaiškumų ir sąnaudų suprantant sąvokos „ekologija“ apimtį, turinį ir vartojimą, šio termino itin aktualus faktas šiuo metu išlieka neabejotinas.

Apibendrinta forma ekologija tiria bendriausius organizmų ir jų bendrijų santykių su aplinka modelius natūraliomis sąlygomis.

Energetinės problemos

kokią įtaką pagrindinės šiuolaikinės (šilumos, vandens, branduolinės) energijos rūšys daro biosferai ir atskiriems jos elementams ir kaip keisis šių rūšių santykis energijos balanse artimiausioje ir tolimoje ateityje;

ar įmanoma sumažinti neigiamą šiuolaikinių (tradicinių) energijos gavimo ir naudojimo būdų poveikį aplinkai;

kokios yra energijos gamybos galimybės naudojant alternatyvius (netradicinius) išteklius, tokius kaip saulės energija, vėjo energija, terminiai vandenys ir kiti neišsenkami bei aplinkai nekenksmingi šaltiniai.

Šilumos energijos aplinkosaugos problemos

Hidroenergetikos aplinkosaugos problemos

Branduolinės energetikos aplinkosaugos problemos

Kai kurie atominių elektrinių ir šiluminių elektrinių poveikio aplinkai parametrai pateikti lentelėje:

Atominių elektrinių ir šiluminių elektrinių palyginimas pagal kuro suvartojimą ir poveikį aplinkai. Elektrinių galia 1000 MW, veikiančių ištisus metus; (B. Nebel, 1993)

Aplinką įtakojantys veiksniai

3,5 milijono tonų anglies

1,5 t urano

arba 1000 tonų urano rūdos

anglies dioksidas

sieros dioksidas

ir kiti ryšiai

radioaktyvus

Didelių šilumos nuostolių atominėse elektrinėse pasekmė yra mažesnis jų efektyvumas, palyginti su šiluminėmis elektrinėmis. Pastarosiose – 35 proc., o atominėse – tik 30–31 proc.

Apskritai galima paminėti tokį atominių elektrinių poveikį aplinkai:

ekosistemų ir jų elementų (dirvožemių, gruntų, vandeningųjų sluoksnių ir kt.) naikinimas rūdos gavybos vietose (ypač atviruoju metodu);

žemės užgrobimas pačioms atominėms elektrinėms statyti. Ypač dideli plotai yra atstumti šildomo vandens tiekimo, nuleidimo ir aušinimo konstrukcijų statybai. 1000 MW jėgainei reikalingas apie 800-900 hektarų ploto aušinimo tvenkinys. Tvenkinius gali pakeisti milžiniški aušinimo bokštai, kurių skersmuo prie pagrindo yra 100-120 m, o aukštis prilygsta 40 aukštų pastatui;

didelių vandens kiekių paėmimas iš įvairių šaltinių ir pašildyto vandens išleidimas. Jei šie vandenys patenka į upes ir kitus šaltinius, juose netenkama deguonies, padidėja žydėjimo tikimybė, padidėja šilumos streso reiškiniai vandens organizmuose;

Neatmetama atmosferos, vandens ir grunto radioaktyvioji tarša tiek išgaunant ir transportuojant žaliavas, tiek eksploatuojant atomines elektrines, sandėliuojant ir perdirbant atliekas bei jas šalinant.

Keletas būdų, kaip išspręsti šiuolaikinės energetikos problemas

Alternatyvūs energijos šaltiniai

Saulė kaip šiluminės energijos šaltinis

Saulė kaip elektros energijos šaltinis

Saulės energijos panaudojimas fotosintezės ir biomasės būdu

Mažiau nei 1% saulės energijos srauto kasmet koncentruojasi biomasėje. Tačiau ši energija gerokai viršija tą, kurią žmogus gauna iš įvairių šaltinių šiuo metu ir gaus ateityje.

Vėjas kaip energijos šaltinis

Netradicinių vandens išteklių panaudojimo galimybės

Jūrų, vandenynų ir terminių vandenų energijos ištekliai

Sintezės energija

Išvada

Apibendrinant galima daryti išvadą, kad dabartinis žinių lygis, esamos ir kuriamos technologijos suteikia pagrindo optimistinėms prognozėms: žmonijai negresia aklavietė nei dėl energijos išteklių išeikvojimo, nei dėl aplinkos problemų, kurias sukelia energija. Yra realios galimybės pereiti prie alternatyvių energijos šaltinių (neišsenkamų ir draugiškų aplinkai). Iš šių pozicijų šiuolaikinius energijos gamybos būdus galima laikyti savotiškais pereinamaisiais. Kyla klausimas, kiek trunka šis pereinamasis laikotarpis ir kokios galimybės jį sutrumpinti.

Per šį laikotarpį daugelis šalių nusprendė visiškai arba palaipsniui atsisakyti branduolinės energetikos plėtros. 1.3 Alternatyvios vandenilio energetikos ypatumai Vandenilio energetika apima šias pagrindines sritis: Efektyvių metodų ir procesų masiniam pigaus vandenilio gamybos iš metano ir sieros vandenilio turinčių gamtinių dujų, taip pat vandens skaidymu pagrįstų, kūrimas; ...

Tai gali reikšmingai pakeisti aplinkos situaciją šalyje, pagerinti aplinkos apsaugą ir gamtos išteklių naudojimą. Akivaizdu, kad be bendro šalies ekonominės padėties gerinimo ir efektyvios makroekonominės politikos neįmanoma išspręsti aplinkosaugos problemų ir pasiekti tvarios plėtros. Aplinkos padėties pablogėjimui respublikoje įtakos turi daugybė ekonominių ir...

Pasirinkimas su maksimaliu energijos suvartojimu 2020 m. sieks 99% atitinkamo emisijų lygio 1990 m., o 2030 m. viršys 3...4%. Aplinkos problemos plėtojant elektros energetikos pramonę Rusijos RAO UES Pagrindiniai veiksniai, lemiantys aplinkos apkrovą gaminant elektros energiją, yra: Didelis kenksmingų medžiagų išmetimas į...

Energetinė krizė ištinka, kai energijos išteklių paklausa viršija jų pasiūlą. Šios krizės priežastys glūdi politikos, logistikos ir fizinės energijos stygiaus srityse.

Energijos vartojimas yra būtina žmonių visuomenės egzistavimo sąlyga. Vartojimui prieinamos energijos prieinamumas yra pagrindinė sąlyga patenkinti žmogaus poreikius, ilginti gyvenimo trukmę ir pagerinti jos sąlygas.

Tačiau energija strategiškai neigiamai veikia aplinką ir žmones, t.y ekologiją. Energija keičia atmosferą (didėja deguonies suvartojimas, drėgmės, dujų ir kietųjų dalelių išmetimas). Energija sutrikdo Žemės hidrosferos ritmą (didėja vandens suvartojimas, susidaro dirbtiniai rezervuarai, išleidžiamas šildomas ir užterštas vanduo bei atliekos). Taip pat labai nukenčia litosfera (išdžiūsta iš iškastinio kuro, keičiasi kraštovaizdžiai, užpildo žemę nuodingomis atliekomis).

Tačiau, nepaisant minėtų veiksnių, energijos suvartojimo augimas tęsėsi ir jo tęsimas visuomenėje didelio nerimo nekėlė. Tokia padėtis tęsėsi iki aštuntojo dešimtmečio vidurio. Būtent tada mokslininkai gavo daug duomenų, rodančių labai stiprų antropogenijos spaudimą klimatui. Buvo padarytos išvados – šis spaudimas yra kupinas pasaulinių katastrofų grėsmės didėjant energijos suvartojimui. Nuo tada ši mokslinė problema ėmė traukti bene didžiausią dėmesį.

Manoma, kad energija buvo viena iš pagrindinių šio pokyčio priežasčių. Turime omenyje bet kurią žmogaus veiklos sritį, susijusią su energijos vartojimu ir gamyba. Didžiąją dalį energijos suteikia suvartojama energija, kuri išsiskiria deginant iškastinį kurą (anglį, dujas, naftą), ir dėl to į žemės atmosferą patenka dideli kiekiai teršalų.

Net toks supaprastintas požiūris yra žalingas pasaulio ekonomikai. Tai gali suduoti triuškinantį smūgį šalių, kurios nepasiekė tokio energijos įsisavinimo lygio, kurio pakanka pramoniniam vystymosi etapui užbaigti, ekonomikai. Rusijos Federacija yra viena iš šių šalių. Iš tikrųjų viskas yra daug sudėtingiau. Be šiltnamio efekto, kuris, be kita ko, atsirado dėl energijos, mūsų planetos klimatui įtakos turi ir natūralios priežastys. SU

Tarp jų: saulės aktyvumas, vulkaninis aktyvumas, Žemės orbitos parametrų pokyčiai, vandenyno-atmosferos sistemos svyravimai. Tačiau čia visi aspektai dar nėra iki pusės išnagrinėti, o teisingą problemos analizę galima pasiekti tik atsižvelgiant į visus veiksnius. Kartu būtina įnešti šiek tiek aiškumo į klausimą, kaip pasaulinis energijos suvartojimas elgsis ateityje ir ar žmonijai tikrai reikės nustatyti griežtus energijos vartojimo apribojimus, kad išvengtų katastrofiškų globalinio atšilimo padarinių. .

Šilumos energijos aplinkosaugos problemos

Hidroenergetikos aplinkosaugos problemos

Branduolinės energetikos aplinkosaugos problemos

Keletas būdų, kaip išspręsti šiuolaikinės energetikos problemas

Alternatyvūs energijos šaltiniai

Saulė kaip šiluminės energijos šaltinis

Saulė kaip elektros energijos šaltinis

Saulės energijos panaudojimas fotosintezės ir biomasės būdu

Vėjas kaip energijos šaltinis

Netradicinių vandens išteklių panaudojimo galimybės

Jūrų, vandenynų ir terminių vandenų energijos ištekliai

Sintezės energija

4. Branduolinės energetikos aplinkosaugos problemos

Teršalų emisija, kg/MWh

Jums gali būti įdomu