Енергията е най-важният отрасъл на икономиката, без който човешката дейност като цяло е невъзможна. Всяко производство изисква разходи, така че човек отдавна е зает с намирането на източниците му.

Основният източник на енергия на Земята е. Но слънчевата енергия е трудно да се преобразува в използваеми форми, въпреки че електроцентрали (слънчеви станции) съществуват в някои страни с много слънчеви дни в годината. Такива станции работят и в космоса; слънчевите батерии се използват и за работа на изчислителни машини, но делът на използване в момента е малък и задачата е да се разшири използването на тази енергия, тъй като тя е неизчерпаем природен ресурс.

Слънчевата енергия е нетрадиционен вид използвана енергия. Нетрадиционните включват също гейзери, морска и приливна и геотермална енергия. Човечеството тепърва ще овладее тези видове енергия, особено след като те са неизчерпаеми енергийни ресурси.

Човечеството в своята дейност използва топлинна и електрическа енергия, получена или чрез изгаряне на различни видове гориво (комбинирани топлоелектрически централи), или чрез използване на енергията на реките (водноелектрически централи - ВЕЦ), или атомна енергия от разпадането на ядрата на тежки изотопи (атомни електроцентрали - АЕЦ).

Топлоелектрическите централи (ТЕЦ) използват като гориво природен и свързан газ, преработени продукти (мазут и други течни горива), въглища и кафяви въглища, торф (твърдо гориво).

При изгаряне на газ се отделят най-малко вредни замърсители, поради което газообразните горива се считат за най-екологични.

Изгарянето на течни и твърди горива е придружено от образуване на вредни газове (серен диоксид и азотни оксиди), могат да се образуват прахови аерозоли и се получава пепел. ТЕЦ-овете са вторият замърсител след автотранспорта. Пепелта, получена от изгарянето на течни и особено твърди горива, е голямотонажен отпадък от енергетиката и изисква задължително изхвърляне.

От гледна точка на замърсяването на въздуха атомните електроцентрали са по-екологични от топлоелектрическите централи, но поради възможността от радиационно замърсяване на околната среда те са най-опасният вид производство.

Въпросът за неутрализиране на отпадъците от ядрено гориво е много остър и този проблем в момента практически не е решен, тъй като погребването на радиоактивни отпадъци в хранилища не е екологично чист начин за тяхното обезвреждане и обезвреждане на отпадъци, тъй като ефектът им не се унищожава и ако хранилището е нарушено, замърсяване на естествена сряда.

Водноелектрическите централи практически не замърсяват местообитанията с различни вредни отпадъци, но по време на тяхното изграждане има силно унищожаване на естествените биогеоценози, наводняване на големи територии, промяна в микроклимата на региона, създават се пречки за живота на много организми (например рибите не могат да достигнат до местата си за хвърляне на хайвера си, животните са лишени от обичайното си местообитание и др.). Икономическите и социални разходи за изграждането на водноелектрически централи далеч не винаги са оправдани.

Значително замърсяване на околната среда е потокът от електромагнитно излъчване, произтичащ от предаването на електричество на дълги разстояния от електропроводи с високо напрежение. Тези лъчения имат голям негативен ефект както върху хората, така и върху животните.

Нормалното функциониране на топлоелектрически централи, атомни електроцентрали, водноелектрически централи е свързано с използването на превозни средства, следователно природната среда също се замърсява поради работата на тези фондове. Топлинното замърсяване от различни енергийни предприятия е високо. Тези фабрики допринасят както за замърсяването с шум, така и за вибрации.

Кратък преглед на въздействието на енергията върху природната среда показва, че опазването на околната среда също е важно за тази индустрия.

Преглед на мерките за опазване на околната среда в енергийния сектор

Редица процеси, използвани в енергетиката, на настоящия етап не могат да бъдат рационално реализирани от гледна точка на правилните екологични решения. По този начин изграждането на водноелектрически централи винаги ще бъде придружено от отхвърляне на територии, тяхното наводняване и смъртта на биогеоценозите. Но в същото време е възможно ясно да се вземат предвид всички мерки за по-задълбочена подготовка на наводнените зони и оптимално използване на ресурсите на тези райони.

Както в други индустрии, интегрираното използване на суровини и отпадъци е важно. По този начин твърдите отпадъци (пепел) от ТЕЦ се използват в строителството и селското стопанство. Важна задача е пълното улавяне на отпадъчните газове от ТЕЦ с цел оползотворяване на азота и серните оксиди за получаване от тях на сяра и азотни съединения за по-нататъшното им използване в други сектори на икономиката.

Най-важното екологично действие в областта на енергетиката е развитието на други видове енергия, които са нетрадиционни и по-безопасни от екологична гледна точка. Ярък пример за такова развитие на енергийните източници е енергийната индустрия на Исландия, базирана на използването на топлинна енергия от топла вода от гейзери. Обещаващ метод е производството на топлинна енергия чрез пробиване на кладенци и извеждане на топла вода на повърхността от голяма дълбочина. Но в момента това е икономически непостижимо поради сложността на техническите решения.

В зората на цивилизацията вятърната енергия беше широко използвана, но във връзка с развитието на енергията чрез изгаряне на гориво, тази индустрия загуби своето значение, но сега отново се възражда поради усложняването на екологичната ситуация на планетата.

За съжаление, няма решение на проблема за намаляване на замърсяването на околната среда от електромагнитно излъчване - увеличаването на разстоянието на човек от електропроводите не намалява отрицателното въздействие на електропроводите. Необходимо е да се търсят начини за прехвърляне на електричество по други начини или да се осигури енергия на този или онзи обект с локализирани методи.

Важна (непряка) екологична мярка е оптимизирането на потреблението на електрическа и топлинна енергия. Човек често „затопля улицата“. Необходимо е да се подобри топлоизолацията, което ще доведе до спестяване на енергия и в същото време ще намали нуждата от производство на енергия, което от своя страна ще допринесе за подобряване на екологичната ситуация.

Енергиен ресурс (или енергиен ресурс) е енергиен носител, чиято енергия се използва или може да се използва при осъществяване на стопански и други дейности, както и вида на енергията (ядрена, топлинна, електрическа, електромагнитна енергия или друга вид енергия).

Енергийна класификация:

• 1. Първичните енергийни ресурси са енергия от естествен произход (естествено гориво, водна енергия, слънчева и вятърна енергия и др.)
• 2. Вторичните енергийни ресурси са енергията, генерирана в резултат на преработка или преобразуване на различни видове горива, както и в резултат на производствени процеси (рафинирани продукти, отпадна пара, отпадна топлина, спестена енергия и др.)
• 3. Горивно-енергийните ресурси са енергията на различни видове горива (въглища и кафяви въглища, нефт, горими газове, маслени шисти, торф, дърва за огрев и др.)
• 4. Негоривен енергиен ресурс е енергийната енергия, генерирана без участието на горивото (електрическа енергия, електромагнитна енергия, слънчева енергия и др.)
• 5. Възобновяемият енергиен ресурс е ресурс, чието снабдяване непрекъснато се обновява от природата (слънчева енергия, водна енергия, енергия на приливите, геотермална енергия, топлинна енергия на земята, въздух, вода, биомаса и др.)
• 6. Невъзобновяем енергиен ресурс е ресурс, чието снабдяване е фундаментално изчерпано (минерално гориво, уран и др.)

Въздействието на енергията върху околната среда

Въздействието на енергията върху околната среда е много разнообразно и се определя основно от вида на електроцентралите.

Помислете за основните характеристики на въздействието върху околната среда на традиционните електроцентрали:

1. Въздействието на ТЕЦ върху околната среда зависи от използваното гориво. При изгаряне на твърдо гориво в атмосферата се отделят летяща пепел с частици, които не достигат до горящото гориво, серен и черен анхидрид, азотни оксиди и флуорни съединения.

Когато течното гориво се редуцира с димни газове, в атмосферния въздух влизат серен и серен анхидрид, ванадиеви съединения, натриеви соли, а също и вещества, отстранени от повърхността на котлите по време на почистване.

Когато се изгаря природен газ, азотните оксиди са основните замърсители на въздуха.

Производство от 1 млн. kW/h електроенергия в топлоелектрическите централи се генерира от емисиите на 10 тона пепел и 15 тона серен диоксид.

2. За изграждането на големи топлоелектрически централи е необходима средно площ от около 2,3 km², без да се броят пепелищата и охладителните резервоари и като се вземат предвид 3-4 km². В този район се променят релефът, структурата на почвения слой и екологичното равновесие.

Големите охладителни кули значително овлажняват микроклимата в района на станцията, допринасят за образуването на ниска облачност, мъгли, намаляване на слънчевата осветеност, предизвикват дъждовни дъждове, измръзване и лед през зимата. Топлоелектрическите централи отделят голямо количество топлина във водните обекти, повишават температурата на водата и влияят върху формата и околната среда на водните обекти.

• 3. За водноелектрически централи е необходимо изграждане на резервоари, което води до наводняване на обширни територии. Структурата на топлинния баланс на крайбрежните зони на водоемите и самата водна повърхност, която влияе върху температурата на въздуха на брега, е различна за сезоните и времето на деня и зависи от повърхността, дълбочината на водоема и природата. на въздушните течения в тази зона. Следователно въпросите за въздействието на водноелектрическите централи върху околната среда върху околната среда трябва да бъдат най-важният аспект от предпроектния анализ.
• 4. Има различни мнения относно въздействието на атомните електроцентрали върху околната среда. Въпреки това, няма съмнение, че работата на атомна електроцентрала може значително да намали нивото на замърсяване на околната среда от компоненти, характерни за работата на топлоелектрическите централи (CO, SO2, NOx и др.).

Основните фактори за замърсяване на околната среда са радиоактивни индикатори: активирани прахови частици, които влизат през вентилационни канали извън станцията. Радиация от охлаждащата вода, радиация, проникваща през корпуса на реактора, термични ефекти върху охлаждащата вода и, разбира се, изхвърляне на отпадъци.

Чистата околна среда е ограничен ресурс заедно с труд, капитал и знания. Горивно-енергийният комплекс заема водещо място по степен на въздействие върху околната среда сред обектите на техногенно въздействие. Спецификата на съоръженията на горивно-енергийния комплекс като източник на замърсяване на околната среда се характеризира с висока опасност от пожар и експлозия на добивани и транспортирани продукти, значителна отдалеченост на потребителите от производителите и следователно голяма дължина на енергийните транспортни системи, променливост на природния ландшафт, климатичните, геокриологичните и други условия, при които се извършват строителството и съоръженията на комплекса. Енергийните предприятия оказват значително влияние върху климата на планетата, тъй като веществата, които излъчват в атмосферата, допринасят за разграждането на озоновия слой на Земята и увеличаването на парниковия ефект: 70% от парниковите газове влизат в атмосферата с емисии от гориво и енергия фирми.

Много руски и чуждестранни експерти се занимават с изследване на проблемите на горивно-енергийния комплекс на Русия и неговото взаимодействие с околната среда. Основната цел на тези проучвания е да се разработят насоки за намаляване на негативното въздействие на горивно-енергийния комплекс върху околната среда при прогнозиране на неговото развитие.

Функционирането на горивно-енергийния комплекс се съпровожда от образуване на различни видове отпадъци, които се проявяват под формата на емисии в атмосферата, изпускане на замърсени отпадъчни води и течни отпадъци, образуване на твърди отпадъци. Оказвайки значително въздействие върху околната среда, горивно-енергийният комплекс е и източник на техногенна опасност от аварии и извънредни ситуации в резултат на значително износване на дълготрайни активи, което причинява замърсяване на околната среда във всички изброени по-горе области.

Нека разгледаме три основни направления на въздействието на горивно-енергийния комплекс върху обектите на околната среда:

ВЪЗДУХ → Въздушни емисии

ВОДА → Изпускане на замърсени отпадъчни води

ЗЕМЯ → Твърди отпадъци

Анализът на въздействието на основните сектори на горивно-енергийния комплекс във всяка посока показва, че за периода 2005-2015 г. се наблюдава устойчива тенденция към намаляване на емисиите на замърсители от горивно-енергийния комплекс и индустрията като цяло, с увеличаване на дела на горивно-енергийния комплекс в общите промишлени емисии. Обемът на емисиите на замърсители във въздуха от стационарни източници на промишлеността намалява почти 2 пъти, в горивно-енергийния комплекс - с 1,8 пъти, делът на горивно-енергийния комплекс се увеличава от 44,8% на 48,8%. По отношение на обемите на заустваните замърсени отпадъчни води в повърхностни водни обекти се наблюдава подобна тенденция: намаляване на обема на заустваните замърсени води с 43% и увеличаване на дела на горивно-енергийния комплекс в структурата на промишлените емисии от 22% до - 24%. Ръстът на промишленото производство, започнал през 2015 г., се осъществи в контекста на намаляване на брутните емисии на вредни вещества в атмосферата от стационарни източници: в Руската федерация като цяло с 0,7% (до 18,5 милиона тона) в сравнение с 2014 г.

Големи източници на замърсяване на околната среда са нефтени и газови находища и газопроводи, където основните замърсяващи компоненти са нефтът и неговите пари, отпадъчните води и продуктите от горенето.

Помислете за въздействието на горивно-енергийния сектор върху основните области на околната среда.

1. Емисии на замърсители в атмосферата

Електричество

По общите емисии на замърсители в атмосферата „водеща” е електроенергийната индустрия, като нейният дял в общите емисии от стационарни източници на промишлеността за разглеждания период надхвърля 25% и достига 26,8% през 2015 г. През 2015 г. емисиите на замърсители възлизат на 3,9 млн. тона, което е с 56 хил. по-малко от нивото от 2014 г. Запазването на устойчива тенденция за намаляване на емисиите се дължи на нарастването до 64% ​​от дела на природния газ в горивото и енергиен баланс; повишаване на екологичната култура на работа на топлоелектрическите централи - въвеждане на ефективни пепелосъбирателни инсталации; въвеждането на GOST (R50831-95), който установява специфични емисионни стандарти за нововъведени в експлоатация котелни инсталации на нивото на световните стандарти.

Макроикономически анализ на петролната индустрия: методи и резултати.

Обемите на емисиите на замърсители в атмосферата намаляват през 2005-2015 г. 1,8 пъти обаче делът на индустрията в промишлените емисии през 2015 г. надхвърля нивото от 2005 г. и възлиза на 9% от емисиите от стационарни промишлени съоръжения. Основните замърсители в нефтената промишленост са въглеводороди - 48%, въглероден окис - 44% и твърди вещества - 4,4%. Увеличаването на дела на добива на нефт в промишлените емисии се дължи до голяма степен на изгарянето на добития природен газ. Понастоящем в индустрията като цяло около 20% от целия произвеждан съпътстващ газ се изгаря в факела, в определени находища на OJSC Tomskneft, VNK, OJSC NK Yukos тази цифра достига 70%, което е свързано с незначителен обем от ресурси на природен газ в отделните находища, както и отдалечеността им от потребителите.

Ефективно решение на проблема с оползотворяването на породен газ е използването му в малки газогенериращи централи, което ще осигури нуждите на находищата от електроенергия и ще намали емисиите на парникови газове. За да се подобри екологичната ситуация в производството на нефт, е необходимо да се ремонтира и подмени остарялото оборудване на производствените предприятия, вътрешните тръбопроводи и използването на тръби с повишени антикорозионни свойства. Решението на този проблем, според нас, изисква разработването и приемането на подходяща законодателна рамка, както и федерална програма за оползотворяване на свързан нефтен газ в горивно-енергийните обекти.

При нефтопреработката съставът на основните замърсители е същият като при производството на нефт, като към 2015 г. общото им количество намалява почти 2 пъти до 748 хил. т. Делът на индустрията е 5% от промишлените емисии.

· Газова промишленост

Обеми на емисии на замърсители в атмосферния въздух от стационарни източници за 2005-2015г. намаля с повече от 3 пъти. Делът на индустрията в общите промишлени емисии също намалява с 1% и възлиза на 3% през 2015 г. Трябва да се отбележи, че въпреки леко намаление на нивото на добив на природен газ през 2015 г. (възлизащо на 590 милиарда m3) и продължаващата работа за намаляване на замърсяването на въздуха, емисиите на замърсители от газовата промишленост се увеличават с 6,5% и възлизат на повече от 456,3 хил. т. Основната причина са аварии по магистрални газопроводи поради остаряване на оборудването. През 2015 г. в бранша има 26 аварии. Наблюдава се увеличение на въглерода до 70,6% в общия обем на емисиите на замърсители, което се дължи основно на увеличение на емисиите на метан до 9%, който е един от „парниковите газове”. Емисията на метан и въглероден диоксид в газовата промишленост се случва на всички етапи от технологичния процес. Доминиращо влияние оказва газопреносната система, на която се падат 70% от всички емисии.

Според изчисленията на специалисти от Газпром загубите на метан в руската газова промишленост варират от 1,03 до 1,54% и средно възлизат на около 1,3% от обема на производството на природен газ. Делът на загубите на газ от разпределителните тръбопроводи на OJSC Gazprom е 25-29% от общите емисии на метан за индустрията като цяло (в САЩ през 2005-2015 г. беше 24-43%), загубите на природен газ в атмосферата за различни подземни газови хранилища са в диапазона 0,7 - 3% от активния обем на съхранявания газ.

В момента газовата индустрия изпълнява международния „Проект за намаляване на емисиите на парникови газове от производството и потреблението на метан в Русия, както и специална програма за работа за намаляване на загубите за периода до 2005 г. m 3.

Въглищна промишленост

Като част от преструктурирането на въгледобивната промишленост, което се извършва от 2011 г., се ликвидират нерентабилни производствени мощности и се реконструират и преоборудват редица перспективни мини в Кузбас, в Република Коми, в Далечния изток и в Ростовска област. В резултат на това емисиите на вредни вещества в атмосферата за макроикономически анализ: методи и резултати: разглежданият период намалява 2.4 пъти, като делът на индустрията в промишлените емисии се увеличава от 0.8% на 3.8%. През 2014-2015 г. общият обем на емисиите на замърсители във въздуха нараства с 2% и възлиза на повече от 614 хил. тона, което се дължи на увеличение на добива на въглища със 7,7%, както и на значително увеличение на изгарянето на метан в сметища. Ресурсите на метан в рудниците се увеличиха до 400 милиона m3, в тази връзка се увеличи броят на експлозивните ситуации и реалните аварии във въглищните мини, през 2015 г. горяха около 60 сметища.

Според експерти общите ресурси на метан в Кузбас са 10-13 трлн. m 3 (газова емисия от въглища е 20-25 m 3 на 1 тон въглища), промишлените запаси от метан в Печорския въглищен басейн достигат 2 трилиона. m3. Използването на метан от въглищни пластове в енергетиката ще намали разходите за доставка на топлина и ще подобри екологичната ситуация чрез премахване на изгарянето на въглища. Въглищата съдържат най-голямо количество сяра в сравнение с други енергийни източници - 0,2-7%, в петрола и мазута съдържанието му е почти 2 пъти по-малко - 0,5-4,0%, дизеловото гориво съдържа 0,3-0,9% , а в природния газ сяра практически отсъства.

2. Заустване на замърсени отпадъчни води.

Електричество

Електроенергийната индустрия консумира около 70% от общия обем вода, използвана от индустрията. Отрасълът е лидер по отношение на общите емисии на замърсяващи отпадъчни води в повърхностните водни обекти, като делът му през 1999 г. е на нивото от 2005 г. и възлиза на 15,4%. Обемът на заустваните замърсени отпадъчни води 2005-2015г намалява с 1,8 пъти, в т.ч. през 2015 г. - с 31%, въпреки увеличението на производството на електроенергия и потреблението на прясна вода с 500,3 млн. m3. Намаляването на емисиите до голяма степен се дължи на повишаване на екологичната култура на работа на ТЕЦ, както и на увеличаване на дела на природния газ в структурата на горивно-енергийните ресурси.

Въглищна промишленост

За разглеждания 9-годишен период заустването на отпадъчни води намалява почти 1,5 пъти и възлиза на 396 милиона m3, което е с 12% по-малко спрямо 2014 г. Увеличава се делът на индустрията в общия обем на заустваните замърсени отпадъчни води в повърхностните водни обекти по отрасли от 4,5% през 1991 г до 6,1% през 2015 г

Нефтопреработваща промишленост

Делът на индустрията в обема на заустването на замърсени отпадъчни води от индустрията през 2013-2015 г. остава на нивото от 2005 г. и възлиза на 2.6%. През разглеждания период се наблюдава намаление на изхвърлянето почти 2 пъти. През 1999 г. индустрията изхвърли 11% по-малко замърсени отпадъчни води в повърхностните води (164,4 млн. m3) в сравнение с предходната година, което е постигнато в резултат на увеличаване на използването на пречистени отпадъчни води.

· Газова промишленост

Промишлеността консумира и зауства в повърхностните води малко количество замърсени отпадъчни води, като делът му е около 0,05% от обема на заустванията от индустрията като цяло. До 2015 г. обемът на замърсените отпадъчни води намалява с 1,5 пъти спрямо 2005 г. и възлиза на 3,15 млн. m3. В същото време общият обем на потреблението на вода намалява с 2 пъти.

Нефтената индустрия

През анализирания период в отрасъла се наблюдава 5,5-кратно намаление на заустването на замърсени отпадъчни води, в т.ч. за 2014-2015г почти 5 пъти. В същото време делът на индустрията намалява от 0,2% през 2015 г. на 0,07% през 2005 г. През 2015 г. общото количество на потреблението на вода намалява с 18% в резултат на политиката за опазване на водата при запазване на налягането в резервоара (намаляване на пресните инжектиране на вода), мерки за оптимизиране на схемата за управление на водите, увеличаване на повторното последователно използване на водата. Замърсяването на повърхностните води и питейните източници се получава и поради разливи на нефт и нефтопродукти, което до голяма степен е макроикономически анализ: методите и резултатите се дължат на стареене на тръбопроводите, повишено водене в нефтените резервоари и наличието на примеси от сероводород. През 1999 г. общият брой на течовете по тръбопроводи между полето и вътрешното поле достигна 53,8 хиляди случая.

3. Твърди отпадъци

Въглищната промишленост е "лидерът" сред руските горивно-енергийни сектори по отношение на емисиите на твърди вещества в атмосферата. При транспортирането на въглища възникват значителни емисии на въглищен прах и възлизат на 15 kg/t горивен еквивалент. Във въглищните мини на Кузбас годишно в атмосферата влизат повече от 238 хиляди тона прахови частици.

В електроенергетиката по-голямата част от твърдите отпадъци се свързват с отпадъци от пепел и шлака, като през 2015 г. количеството им е 2,4 милиона тона, с общо количество около 40 милиона тона по данни).

През 2015 г. в предприятията от петролната промишленост са генерирани 604 хил. тона твърди отпадъци, 696,8 хил. тона в нефтопреработката, което е с 19% повече спрямо 2014 г., от които 37,1% са нефтени утайки.

При производството на газ през 2015 г. обемът на твърдите отпадъци възлиза на 143 хил. тона, част от които са неутрализирани, прехвърлени на други предприятия и поставени в постоянни складове.

Спешни и извънредни ситуации

Един от основните проблеми на горивно-енергийния комплекс е замърсяването на околната среда в резултат на аварии и извънредни ситуации. По данни на Госгортехнадзор за 2011-2013 г. на нефтени и газови находища в Западен Сибир е имало до 40 хиляди аварии годишно със значителен нефтен разлив и навлизането му във водни басейни и влажни зони. През 2015 г. общият брой на течовете по нефтопроводи възлиза на 19 хил. случая, включително 96,4% поради корозия, което до голяма степен се дължи на високата степен на износване на тръбите: стареене на тръбите, тяхната вътрешна корозия и увеличение на общата експлоатационен живот на нефтени находища., значително намаляване на водата в петрола, агресивност на изпомпваната среда, включително наличието на примеси, съдържащи сероводород.

През 2015 г. възникнаха 26 аварии на магистрални газопроводи, в резултат на което обемът на емисиите на природен газ достигна 100 млн. m3. Основната причина е остаряването на газопроводите и липсата на средства за основен ремонт.

4. Парникови газове

Напоследък проблемът с емисиите на парникови газове е от голямо значение. Този проблем придоби най-голямо значение във връзка с подписването на Рамковата конвенция на ООН за изменението на климата (UNFCCC) и Протокола от Киото. Страните, участващи в Протокола от Киото на Третата конференция на страните по UNFCCC (Киото, 1-10 декември 2013 г.), определят граници и квоти за емисии за 6 вида парникови газове: въглероден диоксид (CO2 или въглероден диоксид), метан, азотен оксид, хидро- и перфлуоровъглеводороди и серен хексафлуорид, сред които CO2 заема водещо място. Основният обем на емисиите на въглероден диоксид се пада върху енергийния сектор, като в емисиите му в Русия делът на изгарянето на изкопаеми горива е 98,6%. Подобна структура е характерна за световната общност като цяло.

Изпратете вашата добра работа в базата от знания е лесно. Използвайте формуляра по-долу

Студенти, специализанти, млади учени, които използват базата от знания в своето обучение и работа, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

Резюме по темата:

"Влияние на енергията върху околната среда"

Въведение

1. Топлоелектрически централи

3. Атомни електроцентрали

4. Алтернативна енергия

Въведение

Електрическата енергия е най-важната, универсална и най-технически и икономически най-ефективната форма на енергия. Другото му предимство е екологичната безопасност на използването и преноса на електроенергия по електропроводи в сравнение с транспортирането на горива, изпомпването им през тръбопроводни системи. Електричеството допринася за развитието на екологично чисти технологии във всички индустрии. Въпреки това, производството на електроенергия в множество топлоелектрически централи, водноелектрически централи, атомни електроцентрали е свързано със значителни отрицателни въздействия върху околната среда. Като цяло по степен на влияние енергийните съоръжения са сред най-интензивно влияещи върху биосферата на промишлените съоръжения.

На настоящия етап проблемът за взаимодействието на енергията и околната среда придоби нови черти, разпространявайки влиянието си върху огромни територии, повечето реки и езера, огромни обеми от земната атмосфера и хидросфера. Още по-значимите мащаби на потребление на енергия в обозримо бъдеще предопределят по-нататъшно интензивно нарастване на различни въздействия върху всички компоненти на околната среда в глобален мащаб.

С нарастването на блоковата мощност на блоковете, електроцентралите и енергийните системи, специфичните и общите нива на потребление на енергия, възниква проблемът с ограничаването на замърсяващите емисии във въздуха и водните басейни, както и по-пълното използване на техния естествен разсейващ способност.

Диаграма №1. Производство на електроенергия в света през 1995 г. по видове електроцентрали, %

По-рано, при избора на методи за получаване на електрическа и топлинна енергия, начини за цялостно решаване на проблемите на енергетиката, водите, транспорта, определяне на основните параметри на обекти (тип и капацитет на станция, обем на резервоар и др.), те се ръководи основно от минимизиране на икономическите разходи. В момента въпросите за оценка на възможните последици от изграждането и експлоатацията на енергийните съоръжения все повече се извеждат на преден план.

1. Топлоелектрически централи

Както се вижда от диаграма № 1, голям дял от електроенергията (63,2%) в света се произвежда в ТЕЦ. Следователно вредните емисии на този тип електроцентрали в атмосферата осигуряват най-голямо количество антропогенно замърсяване в нея. По този начин те представляват около 25% от всички вредни емисии в атмосферата от промишлени предприятия. Трябва да се отбележи, че за 20 години от 1970 до 1990 г., 450 милиарда барела петрол, 90 милиарда тона въглища, 11 трилиона ... m3 газ.

Маса 1. Годишни емисии от ТЕЦ на изкопаеми горива с мощност 1000 MW, хил. T.

В допълнение към основните компоненти, получени от изгарянето на изкопаеми горива (въглероден диоксид и вода), емисиите от ТЕЦ съдържат прахови частици с различен състав, серни оксиди, азотни оксиди, флуориди, метални оксиди и газообразни продукти от непълно изгаряне на горивото. щети, както на всички основни компоненти на биосферата, така и на предприятия, градски съоръжения, транспорт и населението на градовете. Наличието на прахови частици, серни оксиди се дължи на съдържанието на минерални примеси в горивото, а наличието на азотни оксиди се дължи на частичното окисление на азота във въздуха при високотемпературен пламък. Серният диоксид представлява до 50% от вредните вещества, около 30% за азотния оксид и до 25% за летливата пепел.

Данните за годишните емисии на ТЕЦ в атмосферата за различните горива са представени в Таблица 1. Посочените данни се отнасят за стационарните работни условия на оборудването. Работата на ТЕЦ в извънпроектни (преходни) режими е свързана не само с намаляване на ефективността на котлите, турбинните агрегати и електрогенераторите, но и с влошаване на ефективността на всички устройства, които намаляват отрицателните ефекти на мощността растения.

Хидросфера

Ориз. 1. Въздействието на ТЕЦ върху околната среда

Газообразните емисии включват основно съединения на въглерод, сяра, азот, както и аерозоли и канцерогени.

Въглеродните оксиди (CO и CO2) практически не взаимодействат с други вещества в атмосферата и животът им е практически неограничен. Свойствата на CO и CO2, подобно на други газове, по отношение на слънчевата радиация се характеризират със селективност в малки части от спектъра. По този начин CO2 при нормални условия се характеризира с три ленти на селективно поглъщане на радиация в диапазона на дължината на вълната: 2,4 - 3,0; 4,0-4,8; 12,5 - 16,5 микрона. С повишаване на температурата ширината на лентите се увеличава и абсорбционният капацитет намалява, т.к плътността на газа намалява.

Едно от най-токсичните газообразни емисии от електроцентралите е серен диоксид – SO2. Той представлява около 99% от емисиите на серни съединения (останалото е SO3). Специфичното му тегло е 2,93 kg / m3, точката на кипене е 195 ° C. Времето на пребиваване на SO2 в атмосферата е сравнително кратко. Участва в каталитични, фотохимични и други реакции, в резултат на което се окислява и се утаява в сулфати. При наличие на значителни количества амоняк NH3 и някои други вещества, животът на SO2 се изчислява за няколко часа. В относително чист въздух достига 15 - 20 дни. В присъствието на кислород SO2 се окислява до SO3 и реагира с вода, за да образува сярна киселина. Според някои изследвания крайните продукти на реакциите с участието на SO2 се разпределят по следния начин: под формата на валежи 43% попадат на повърхността на литосферата и 13% на повърхността на хидросферата. Натрупването на сяросъдържащи съединения се случва главно в световния океан. Ефектите на тези продукти върху хората, животните и растенията, както и върху различни вещества, са разнообразни и зависят от концентрацията и от различни фактори на околната среда.

В процесите на горене азотът образува редица съединения с кислород: N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4 и N2O5, чиито свойства се различават значително. Азотният оксид N2O се образува при редукцията на по-високи оксиди и не реагира с атмосферния въздух. Азотният оксид NO е безцветен, слабо разтворим газ. Както показва Я.Б. Зелдович, реакцията на образуване на азотен оксид е от термичен характер:

O2 + N2 = NO2 + N - 196 kJ / mol,

N + O2 = NO + O + 16 kJ / mol,

N2 + O2 = 2NO - 90 kJ / mol.

В присъствието на въздух NO се окислява до NO2. Азотният диоксид NO2 се състои от два вида молекули - NO2 и N2O4:

2NO2 = N2O4 + 57 kJ / mol.

При наличие на влага NO2 лесно реагира и образува азотна киселина:

3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO.

Азотният анхидрид N2O3 се разлага при атмосферно налягане:

и се образува в присъствието на кислород:

4NO + O2 = 2N2O3 + 88 kJ / mol.

Азотният анхидрид N2O3 е силен окислител. Взаимодействайки с вода, образува сярна киселина. Поради преходността на реакциите на образуване

азотни оксиди и техните взаимодействия помежду си и атмосферните компоненти, както и поради радиация, е невъзможно да се вземе предвид точното количество на всеки от оксидите. Следователно, общото количество NOx води до NO2. Но за оценка на токсичните ефекти е необходимо да се вземе предвид, че азотните съединения, излъчени в атмосферата, имат различна активност и продължителност на съществуване: NO2 - около 100 часа, N2O - 4,5 години.

Аерозолите се подразделят на първични - директно излъчвани и вторични - образувани при трансформации в атмосферата. Продължителността на живота на аерозолите в атмосферата варира в широки граници - от минути до месеци, в зависимост от много фактори. Големи аерозоли в атмосферата на височина до 1 км съществуват за 2-3 дни, в тропосферата - 5-10 дни, в стратосферата - до няколко месеца. Канцерогенните вещества, излъчени или образувани в атмосферата, се държат като аерозоли. На практика обаче няма точни данни за поведението на тези вещества във въздуха.

Един от факторите при взаимодействието на ТЕЦ с водната среда е потреблението на вода от индустриални водоснабдителни системи, в т.ч. безвъзвратна консумация на вода. По-голямата част от консумацията на вода в тези системи се използва за охлаждане на кондензаторите на парните турбини. Останалите потребители на индустриална вода (системи за отстраняване на пепел и шлака, химическа обработка на водата, охлаждане и промиване на оборудването) консумират около 7% от общото потребление на вода. В същото време те са основният източник на замърсяване с примеси. Например, при измиване на нагревателните повърхности на котелни агрегати на серийни блокове на ТЕЦ с мощност 300 MW се образуват до 10 000 m3 разредени разтвори на солна киселина, сода каустик, амоняк и амониеви соли.

Освен това отпадъчните води от ТЕЦ съдържат ванадий, никел, флуор, феноли и петролни продукти. При големите електроцентрали консумацията на вода, замърсена с нефтопродукти (масла и мазут), достига 10-15 m3 / h със средно съдържание на масло 1-30 mg / kg (след почистване). Когато се изхвърлят във водни обекти, те оказват пагубно въздействие върху качеството на водата и водните организми.

Опасно е и т. нар. термично замърсяване на водните обекти, което води до различни нарушения на тяхното състояние. Топлоелектрическите централи генерират енергия с помощта на турбини, задвижвани от нагрята пара, а отпадъчната пара се охлажда с вода. Следователно от електроцентралите поток от вода непрекъснато се влива в резервоари с температура 8-12 ° C по-висока от температурата на водата в резервоара. Големите топлоелектрически централи изпускат до 90 m3/s загрята вода. Според изчисленията на немски и швейцарски учени, възможностите на реките на Швейцария и горното течение на Рейн за отопление с отпадна топлина от електроцентрали вече са изчерпани. Подгряването на водата навсякъде в реката не трябва да надвишава с повече от 3°C максималната температура на водата в реката, която се приема за 28°C. От тези условия мощността на електроцентралите на Федерална република Германия, които се изграждат на реките Рейн, Ина, Везер и Елба, е ограничена до 35 000 MW. Топлинното замърсяване може да доведе до тежки последици. Според прогнозите на Н.М. Сватков, промените в характеристиките на околната среда (повишаване на температурата на въздуха и промяна в нивото на световния океан) през следващите 100-200 години могат да причинят качествено преструктуриране на околната среда (топене на ледниците, повишаване на нивото на Световния океан с 65 метра и наводняване на огромни земни площи).

Трябва да се каже, че въздействията на ТЕЦ върху околната среда се различават значително по вид гориво (Таблица 1). Един от факторите, влияещи върху електроцентралите, работещи с въглища, са емисиите от системите за съхранение, транспортиране, пулверизиране и обработка на пепел. По време на транспортиране и съхранение е възможно не само замърсяване с прах, но и отделяне на продукти от окисляване на горивото.

„Най-чистото“ гориво за ТЕЦ е газът, както естествен, така и получен при рафиниране на нефт или в процеса на метанова ферментация на органични вещества. Най-"мръсното" гориво е нефтените шисти, торф, кафяви въглища. При изгарянето им се образуват повечето прахови частици и серни оксиди.

За серните съединения има два подхода за решаване на проблема за минимизиране на емисиите във въздуха от изгарянето на изкопаеми горива:

1) пречистване на продуктите от горенето на горивото от серни съединения (обезсяряване на димните газове);

2) отстраняване на сярата от горивото преди изгаряне.

Към днешна дата са постигнати определени резултати и в двете посоки. Сред предимствата на първия подход е неговата безусловна ефективност - до 90-95% от сярата се отстранява - възможността да се използва практически независимо от вида на горивото. Недостатъците включват големи инвестиции. Загубите на енергия за ТЕЦ, свързани с десулфуризацията, са приблизително 3-7%. Основното предимство на втория начин е, че почистването се извършва независимо от режимите на работа на ТЕЦ, докато агрегатите за десулфуриране на димните газове рязко влошават икономическото представяне на електроцентралите поради факта, че през повечето време те са принудени да работи в режим извън проектирането. Инсталациите за десулфуриране на горива винаги могат да се използват в номинален режим, съхранявайки пречистено гориво.

Проблемът за намаляване на емисиите на азотен оксид от ТЕЦ се разглежда сериозно от края на 60-те години. По този въпрос вече е натрупан известен опит. Следните методи могат да бъдат наречени:

1) намаляване на съотношението на излишния въздух (по този начин можете да постигнете намаляване на съдържанието на азотни оксиди с 25-30%, като намалите съотношението на излишния въздух (?) от 1,15 - 1,20 до 1,03);

2) улавяне на оксиди с последваща преработка в търгуеми продукти;

3) разрушаване на оксидите до нетоксични съставки.

За да се намали концентрацията на вредни съединения в повърхностния въздушен слой, котелните на ТЕЦ са оборудвани с високи, до 100-200 метра или повече, комини. Но това също води до увеличаване на площта на тяхното разпръскване. В резултат на това големите индустриални центрове образуват замърсени зони с дължина десетки километри, а при постоянен вятър и стотици километри.

2. Хидравлични електроцентрали

екологично електричество атмосфера гориво

Несъмнено, в сравнение с електроцентралите, работещи на изкопаеми горива, електроцентралите, използващи хидроресурси, са по-чисти от екологична гледна точка: няма емисии на пепел, сяра и азотни оксиди в атмосферата. Това е важно, тъй като водноелектрическите централи са доста разпространени и са на второ място след топлоелектрическите централи по производство на електроенергия (диаграма № 1) Влошаването на екологичната ситуация, както в света, така и у нас, от началото на 90-те години даде повод за възобновяване на дискусиите по проблемите на екологията във хидроенергетиката. У нас приоритетът на опазването на околната среда беше признат на Всесъюзната научно-техническа среща „Бъдещето на хидроенергетиката. Основните направления за създаване на водноелектрически централи от ново поколение "(1991). Най-остро прозвучаха въпросите за създаване на водноелектрически централи с високо налягане с големи резервоари, наводняване на земи, качество на водата и опазване на флората и фауната.

Действително, работата на този тип електроцентрала е свързана и със значителни негативни промени в околната среда, които са свързани със създаването на язовири и резервоари. Много промени достигат до равновесие с околната среда за дълго време, което затруднява прогнозирането на възможното въздействие върху околната среда от новите електроцентрали.

Фиг. 2 Въздействието на водноелектрическите централи върху околната среда

Създаването на водноелектрическа централа е свързано с наводняване на земни ресурси. Общо повече от 350 хил. км в момента са наводнени в света. Този брой включва терени, подходящи за земеделско ползване. Преди наводняването на земята не винаги се извършва изчистване на гората, така че останалата гора бавно се разлага, образувайки феноли, като по този начин замърсява резервоара. Освен това в крайбрежната ивица на водоема се променя нивото на подземните води, което води до преовлажняване на района и изключва използването на тази площ като земеделска земя.

Големите амплитуди на колебанията в нивата на водата в някои водоеми влияят неблагоприятно върху възпроизводството на рибите; язовири блокират пътя (за хвърляне на хайвера) на мигриращите риби; в някои резервоари се развиват процеси на еутрофикация, главно поради изпускането в реки и водни басейни на отпадъчни води, съдържащи голямо количество биогенни елементи. Биологичната продуктивност на водоемите се увеличава, когато биогенни елементи (азот, фосфор, калий) навлизат в тях с речната вода. В резултат на това синьо-зелените водорасли се развиват интензивно във водоемите, т.нар. цъфтяща вода. Голямо количество кислород, разтворен във вода, се изразходва за окисляването на изобилно умиращи водорасли; при анаеробни условия от протеина им се отделя отровен сероводород и водата става мъртва. Този процес се развива първо в дънните слоеве на водата, след което постепенно улавя големи водни маси - настъпва еутрофикацията на резервоара. Такава вода е неподходяща за водоснабдяване, рибната продуктивност в нея рязко намалява. Интензивността на развитието на процеса на еутрофикация зависи от степента на оттичане на резервоара и от неговата дълбочина. По правило самопречистването на водата в езерата и водоемите става по-бавно, отколкото в реките, следователно, с увеличаване на броя на резервоарите в реката, нейният капацитет за самопречистване намалява.

ВЕЦ се характеризират с промяна в хидроложкия режим на реките - има промяна и преразпределение на оттока, промяна в режима на ниво, промяна в режимите на течения, вълни, термични и ледени. Скоростта на водния поток може да намалее десетки пъти, а в определени зони на резервоара могат да се появят напълно застояли зони. Промените в топлинния режим на водните маси на водоема са специфични, които се различават както от реката, така и от езерото. Промяната в ледения режим се изразява в изместване на периодите на замръзване, увеличаване на дебелината на ледената покривка на резервоара с 15-20%, докато при преливниците се образуват ледени дупки. Топлинният режим в долното течение се променя: през есента постъпва по-топла вода, загрята до резервоара през лятото, а през пролетта е по-студена с 2-4 ° C в резултат на охлаждане през зимните месеци. Тези отклонения от природните условия се простират на стотици километри от язовира на електроцентралата.

Промяната в хидроложкия режим и наводняването на територии предизвиква промяна в хидрохимичния режим на водните маси. В горния басейн водните маси се насищат с органични вещества, идващи от речния отток и се отмиват от наводнените почви, а в долния се изчерпват, т.к. минералните вещества се отлагат на дъното поради ниските скорости на потока. Така, в резултат на регулирането на оттока на Волга, притокът на минерали в Каспийско море е намален почти три пъти. Условията на оттичане на Дон в Азовско море се промениха драстично, което предизвика промяна във водния обмен на Азовско и Черно море и промяна в солния състав на Азовско море.

Както нагоре, така и надолу по течението, газовият състав и газообменът на водата се променят. В резултат на промените в режимите на каналите се образуват седименти във водоемите.

Създаването на резервоари може да причини земетресения дори в асеизмични райони поради проникване на вода в границите на разлома. Това се потвърждава от земетресения в долините на реките Мисисипи, Чаира (Индия) и др.

Щетите, причинени от водноелектрически централи, могат да бъдат до голяма степен намалени или компенсирани. Ефективен начин за намаляване на наводняването на територии е да се увеличи броят на водноелектрическите централи в каскада с намаляване на всеки етап на налягането и следователно на повърхността на резервоара. Въпреки спада на енергийните характеристики, водноелектрическите системи с ниско налягане, които осигуряват минимално наводняване на земя, са в основата на всички съвременни разработки. Наводненията се компенсират и от обработката на почвата в други райони и увеличаването на рибната продуктивност на водоемите. Всъщност от всеки хектар от водната площ можете да получите повече животински протеин, отколкото от земеделска земя. За постигането на това се използват рибни фабрики. Също така, площта на наводнената земя трябва да бъде намалена на единица произведена мощност. За улесняване на преминаването на рибите през конструкциите на водноелектрическия комплекс се изследва поведението на рибите в близост до хидравличните съоръжения, връзката им с потока и температурата на водата, с релефа и осветеността на дъното; създават порти за преминаване на риба - с помощта на специални устройства тя се привлича към водоема, а след това от предязовирните участъци на реката се прехвърля към водоема. Радикален начин за предотвратяване на еутрофикацията на водните обекти е да се спре изпускането на отпадъчни води.

3. Атомни електроцентрали

Илюзията за безопасността на ядрената енергия беше разрушена след няколко големи аварии в Обединеното кралство, САЩ и СССР, чийто апотеоз беше катастрофата в атомната електроцентрала в Чернобил. В епицентъра на аварията нивото на замърсяване беше толкова високо, че населението на редица райони трябваше да бъде евакуирано, а почвата, повърхностните води и растителността бяха радиоактивно замърсени в продължение на много десетилетия. Всичко това изостри разбирането, че мирният атом изисква специален подход.

Опасността от ядрената енергия обаче се крие не само в областта на аварии и бедствия. Дори когато атомната електроцентрала работи нормално, тя непременно отделя доста радиоактивни изотопи (въглерод-14, криптон-85, стронций-90, йод-129 и 131). Трябва да се отбележи, че съставът на радиоактивните отпадъци и тяхната активност зависят от типа и конструкцията на реактора, от вида на ядреното гориво и охлаждащата течност. И така, в емисиите на реактори с водно охлаждане преобладават радиоизотопи на криптон и ксенон, в графитно-газови реактори - радиоизотопи на криптон, ксенон, йод и цезий, в натриеви бързи реактори - инертни газове, йод и цезий.

Атмосфера

Ориз. 3. Въздействие на АЕЦ върху околната среда

Обикновено, когато хората говорят за радиационно замърсяване, имат предвид гама лъчение, което лесно се улавя от броячите на Гайгер и дозиметрите, базирани на тях. В същото време има много бета излъчватели, които са слабо засечени от съществуващите масови инструменти. Точно както радиоактивният йод е концентриран в щитовидната жлеза, причинявайки нейното поражение, радиоизотопите на инертните газове, които през 70-те години се смятаха за абсолютно безвредни за всички живи същества, се натрупват в някои клетъчни структури на растенията (хлоропласти, митохондрии и клетъчни мембрани). Един от основните отделяни инертни газове е криптон-85. Количеството криптон-85 в атмосферата (главно поради работата на атомните електроцентрали) се увеличава с 5% годишно. Друг радиоактивен изотоп, който не се улавя от никакви филтри и се произвежда в големи количества от която и да е ядрена електроцентрала, е въглерод-14. Има основание да се смята, че натрупването на въглерод-14 в атмосферата (под формата на CO2) води до рязко забавяне на растежа на дърветата. Сега количеството въглерод-14 в атмосферата се е увеличило с 25% в сравнение с предатомната ера.

Важна характеристика на възможното въздействие на атомна електроцентрала върху околната среда е необходимостта от демонтаж и изхвърляне на радиоактивни елементи на оборудването в края на техния експлоатационен живот или по други причини. Досега подобни операции са извършвани само на няколко експериментални инсталации.

При нормална работа само няколко ядра от газообразни и летливи елементи като криптон, ксенон, йод влизат в околната среда. Изчисленията показват, че дори при увеличаване на капацитета на ядрената енергия с 40 пъти, нейният принос към глобалното радиоактивно замърсяване ще бъде не повече от 1% от нивото на естествената радиация на планетата.

При електроцентрали с кипящи реактори (едноконтурни) по-голямата част от радиоактивните летливи вещества се отделят от охлаждащата течност в кондензаторите на турбината, откъдето заедно с радиолизните газове водата се изхвърля чрез ежектори под формата на паро-газова смес в специални камери, кутии или държащи газхолдери за първична обработка или изгаряне. Останалите газообразни изотопи се отделят по време на обеззаразяването на разтворите в резервоарите за съхранение.

В електроцентрали с водни реактори под налягане газообразните радиоактивни отпадъци се отделят в резервоари за съхранение.

Газообразните и аерозолни отпадъци от инсталационни помещения, кутии на парогенератори и помпи, защитни капаци на оборудването, контейнери с течни отпадъци се отстраняват с помощта на вентилационни системи в съответствие със стандартите за отделяне на радиоактивни вещества. Повечето от аерозолите се отстраняват от въздушния поток от вентилаторите с помощта на филтри от плат, влакна, зърна и керамика. Преди да бъде изпуснат във вентилационната тръба, въздухът преминава през газови утаители, в които настъпва разлагане на краткоживеещи изотопи (азот, аргон, хлор и др.).

В допълнение към емисиите, свързани с радиационно замърсяване, атомните електроцентрали, както и топлоелектрическите централи, се характеризират с топлинни емисии, които засягат околната среда. Пример за това е атомната електроцентрала Вепко Сари. Първият й блок е пуснат в експлоатация през декември 1972 г., а вторият - през март 1973 г. В същото време температурата на водата на повърхността на реката в близост до електроцентралата през 1973 г. беше с 4°C по-висока от температурата през 1971 г. а максималните температури се наблюдават месец по-късно. В атмосферата се отделя и топлина, за която т.нар. охладителни кули. Те отделят 10-400 MJ / (m? H) енергия в атмосферата. Широкото използване на тежкотоварни охладителни кули повдига редица нови предизвикателства. Консумацията на охлаждаща вода за типичен блок на АЕЦ 1100 MW с изпарителни охладителни кули е 120 хиляди t / h (при температура на водата на околната среда 14 ° C). При нормално съдържание на сол в подхранващата вода се отделят около 13,5 хиляди тона соли годишно, попадащи върху повърхността на околността. До момента няма надеждни данни за въздействието на тези фактори върху околната среда.

В АЕЦ се предвиждат мерки за пълно изключване на заустването на отпадъчни води, замърсени с радиоактивни вещества. В резервоари се допуска заустване на строго определено количество пречистена вода с концентрация на радионуклиди, непревишаваща нивото за питейна вода. Действително, системните наблюдения на въздействието на атомните електроцентрали върху водната среда по време на нормална експлоатация не разкриват значителни промени в естествения радиоактивен фон. Други отпадъци се съхраняват в контейнери в течна форма или предварително се превръщат в твърдо състояние, което повишава безопасността на съхранение.

4. Алтернативна енергия

Електроцентралите, използващи възобновяеми енергийни източници - приливни, геотермални, слънчеви, космически слънчеви, вятърни и някои други - стават все по-обсъждания. Разработват се новите им проекти, изграждат се експериментални и първи индустриални инсталации. Това се дължи както на икономически, така и на екологични фактори. Големи надежди се възлагат на "алтернативни" електроцентрали по отношение на намаляването на антропогенното натоварване на околната среда. Европейският съюз, например, планира да увеличи дела на такива електроцентрали през следващите няколко години.

Разпространението на "алтернативни" електроцентрали е възпрепятствано от различни технически и технологични сложности. Тези електроцентрали не са лишени от екологични недостатъци. Така вятърните паркове са източници на т.нар. шумовото замърсяване, слънчевите електроцентрали с достатъчен капацитет заемат големи площи, което разваля ландшафта и отстранява земята от земеделска употреба. Действието на космическите слънчеви електроцентрали (в проекта) е свързано с пренос на енергия към Земята чрез силно концентриран лъч микровълнова радиация. Възможният му ефект не е проучен и се характеризира като предполагаемо отрицателен. Геотермалните централи стоят отделно

Тяхното въздействие върху атмосферата се характеризира с възможни емисии на арсен, живак, серни съединения, бор, силикати, амоняк и други вещества, разтворени в подземните води. Водните пари също се отделят в атмосферата, което е свързано с промяна на влажността на въздуха, отделяне на топлина и шумови ефекти. Въздействието на геотермалните електроцентрали върху хидросферата се проявява в нарушаване на баланса на подземните води, циркулацията на вещества, свързани с подземните води. Въздействието върху литосферата е свързано с промяна в геологията на пластовете, замърсяване и ерозия на почвата. Възможни са промени в сеизмичността на зони с интензивно използване на геотермални източници.

Развитието на енергията оказва влияние върху различни компоненти на природната среда: върху атмосферата, върху хидросферата, върху литосферата. В момента това въздействие придобива глобален характер, засягайки всички структурни компоненти на нашата планета. Изходът за обществото от тази ситуация трябва да бъде: въвеждането на нови технологии (за почистване, рециклиране на емисии; за преработка и съхранение на радиоактивни отпадъци и др.), разпространение на алтернативна енергия и използване на възобновяеми енергийни източници.

Като цяло, извършеният цялостен анализ на проблема за въздействието на електроцентралите върху околната среда даде възможност да се идентифицират основните въздействия, да се анализират и да се очертаят насоките за тяхното минимизиране и отстраняване.

Трябва да се отбележи, че използването на алтернативна енергия е за предпочитане, т.к „Алтернативните” електроцентрали все още са по-екологични от традиционните.

Списък на използваната литература

Скалкин Ф.В. и др.Енергетика и околна среда. - Л.: Енергоиздат, 1981.

Ю. В. Новиков Опазване на околната среда. - М .: По-високо. шк., 1987.

Г. В. Стадницки Екология: учебник за университети. - СПб: Химиздат, 2001.

С. И. Розанов. Обща екология. SPb .: Издателство "Лан", 2003 г.

Алисов Н.В., Хорев Б.С. Икономическа и социална география на света. М .: Гардарики, 2001.

Публикувано на Allbest.ru

Подобни документи

Обща характеристика на топлоенергетиката и нейните емисии. Въздействието на предприятията върху атмосферата при използване на твърди, течни горива. Екологични технологии за изгаряне на гориво. Въздействието върху атмосферата от използването на природен газ. Опазване на околната среда.

тест, добавен на 11/06/2008


Класификация, принцип на работа на атомни електроцентрали. Емисии на радиоактивни вещества в атмосферата. Въздействието на радионуклидите върху околната среда. Нормиране на емисиите на радиоактивни газове в атмосферата. Ограничаване на абсолютните емисии. Промишлени системи за пречистване на газ.

курсова работа, добавена на 26.02.2013


Описание на обхвата на предприятието. Изчисляване на броя на плащанията за емисии от превозните средства на компанията. Оценка на обемите на емисиите и оползотворяването на твърдите отпадъци на предприятието. Разходи за изхвърляне и обезвреждане. Плащания за емисии в околната среда.

курсова работа, добавена на 10/05/2009


Уместност на пречистващите емисии от топлоелектрически централи в атмосферата. Токсични вещества в горивото и димните газове. Преобразуване на опасни емисии от ТЕЦ в атмосферния въздух. Видове и характеристики на пепелните колектори. Преработка на серни горива преди изгаряне.

курсова работа е добавена на 01.05.2014 г


Отрицателното въздействие на топлинните двигатели, емисиите на вредни вещества в атмосферата, производството на автомобили. Авиация и ракети-носители, използване на газотурбинни задвижващи системи. Замърсяване на околната среда от кораби. Методи за пречистване на газови емисии.

резюме, добавено на 30.11.2010 г


Оценка на въздействието на OJSC "RUSAL-Krasnoyarsk" върху околната среда. Характеристики на емисиите на растенията. Списък на замърсителите, изхвърляни в атмосферата. Изчисляване на капиталови разходи за мерки за опазване на околната среда (за въвеждане на кух скрубер).

курсова работа е добавена на 12.08.2011 г


Въздействието на рафинериите върху околната среда. Правна уредба и законодателство в областта на нефтопреработката. Изчисляване на емисиите на замърсители в атмосферата. Изчисляване на таксите за емисии на замърсители в атмосферата и водните обекти.

дисертация, добавена на 12.08.2010г


Замърсители, изхвърляни в атмосферата от предприятието, тяхното въздействие върху хората и околната среда. Счетоводство, преглед и изчисления за инвентаризация на емисии от превозни средства, механични и дървообработващи цехове, леярни.

курсова работа, добавена на 29.09.2011


Емисии на замърсители в атмосферата от металургията, въглищата, машиностроенето, газовата и химическата промишленост, енергетиката. Отрицателното въздействие на целулозно-хартиената промишленост върху околната среда. Процеси на самопочистване на атмосферата.

курсова работа, добавена на 29.11.2010 г


Въздействието на съоръженията на железопътния транспорт върху околната среда. Вредни емисии във въздуха и водните обекти. Шум и вибрации при движение на влака. Изчисляване на емисиите в атмосферата от двигатели с вътрешно горене по релсова технология. Мерки за намаляване на шума.

ЛЕКЦИЯ. Тема: Екологични проблеми на енергетиката

1. Източници на енергия.

2. Екологични проблеми на традиционната енергетика.

3. Алтернативни източници на енергия.

4. Енергоспестяване.

Енергиен източник

Енергията е основата за развитието на цивилизацията. От състоянието му зависят темповете на научно-техническия прогрес, интензификацията на производството и жизнения стандарт на хората.

Енергийните източници, използвани за производство на енергия, се разделят на възобновяеми и не е възобновяема .

ДА СЕ не е възобновяема Енергийните източници включват изкопаеми горива: въглища, нефт, газ, торф, маслени шисти и ядрена енергия от деленето на уран и торий.

Възобновяемаенергийни източници: енергия на слънцето, вятъра, геотермална енергия, хидроенергия на реките, различни видове океанска енергия (морски вълни, приливи, температурни разлики на водата и др.).

Възобновяемите източници са неизчерпаеми и тяхното използване не нарушава топлинния баланс на Земята.

Използването на невъзобновяеми енергийни източници води до повишаване на температурата на Земята, изчерпване на тези ресурси и замърсяване на околната среда.

Екологични проблеми на традиционната енергетика

Основният начин за получаване на енергия днес е изгарянето на въглища, нефт (мазут), природен газ, нефтени шисти в топлоелектрически централи (ТЕЦ)... Приблизително 70% от електроенергията се произвежда от топлоелектрически централи. Комбинирана топлоелектрическа централа (CHP)освен електричество, те генерират топлинна енергия под формата на нагрята вода и пара.

В световен мащаб хидравлични станции(ВЕЦ) осигуряват около 7% от електроенергията.

Атомни електроцентрали(АЕЦ) генерират около 20% от електроенергията, като в редица страни тя е преобладаваща (Франция ~ 74%, Белгия ~ 61%, Швеция ~ 45%).

Въздействието на топлинната енергия върху околната среда

Въздействието на топлинната енергия върху околната среда зависи от вида на използваното гориво. Най-чистото гориво е природният газ, следван от нефт (мазут), въглища, кафяви въглища, шисти.

В резултат на работата на ТЕЦ поради недостатъчно почистване на димните газове и изгаряне на нискокачествено гориво, различни газообразни замърсители: основните: въглероден оксид (CO), въглероден диоксид (CO 2), азотни оксиди (NO, NO 2), въглеводороди (C m H n). както и силно токсичното вещество бензопирен. Електроцентралите, работещи с въглища, също са източник на емисии на серен диоксид (SO 2 ). Изпускането на замърсители в атмосферата причинява много екологични проблеми (парников ефект, смог, киселинни дъждове, разрушаване на озона и др.).

При изгаряне на въглищата също се образуват пепел и шлака, за съхранение, които са необходими огромни площи земя... Пепелта и шлаката в някои случаи съдържат в състава си, освен нетоксични компоненти, тежки метали, радиоактивни елементи, които се разнасят от вятъра и се натрупват в околността.

Големи обеми водасе изразходват за топлоелектрически централи за охлаждане.

ТЕЦ е източник топлинно замърсяване... Водата, използвана за охлаждане на блоковете, се охлажда в охладителни кули, охладителни басейни и често недостатъчно охладена, се зауства във водни обекти, причинявайки термичното им замърсяване. Емисиите на големи количества топлина и въглероден диоксид допринасят за повишаването на температурата на Земята.

Значителни площи са отредени за добив на въглища за съхранение на отпадъчни скали. Купищата отпадъчни скали генерират прах, често се запалват спонтанно и са източници на емисии на продукти от горенето в атмосферата.

Въздействието на ядрената енергия върху околната среда

Доскоро ядрената енергетика се смяташе за най-обещаваща.

Първата атомна електроцентрала е пусната в експлоатация в Обнинск край Москва през 1954 г. Мощността му беше 5000 kW. В средата на 80-те години в света имаше повече от 400 атомни електроцентрали. Основните предимства на ядрената енергия в сравнение с топлинната енергия са по-малкият обем на консумираното гориво и липсата на постоянни емисии на продукти от горенето в атмосферата.

За 30-те години съществуване на атомни електроцентрали в света има три големи аварии: през 1957 г. - във Великобритания; през 1979 г. в САЩ и особено през 1986 г. в атомната електроцентрала в Чернобил (най-голямата катастрофа в света).

По време на аварията в Чернобил около 450 вида радионуклиди бяха изпуснати в атмосферата. Най-често срещаните радионуклиди: краткотраен йод - 131 и дългоживеещ - стронций-90, цезий-131, усвоени от живи организми. Изкуственият елемент плутоний, който се произвежда в атомни електроцентрали, е най-токсичното вещество, създадено от човека.

След катастрофата в Чернобил започна да се свързва основната опасност от атомните електроцентрали възможността за инциденти... Някои държави решиха напълно да забранят изграждането на атомни електроцентрали. Сред тях са Бразилия, Швеция, Италия, Мексико.

Горивно-енергиен комплекс на АЕЦвключва добив на уранова руда, отделяне на уран от него (обогатяване), производство на ядрено гориво, производство на енергия в атомни електроцентрали, преработка, транспортиране и обезвреждане на радиоактивни отпадъци.

Радиоактивен отпадъксе формират на всички етапи от горивно-енергийния цикъл и изискват специални методи за боравене с тях. Най-опасното гориво се изразходва в реактора. В процеса на изгаряне на ядрено гориво само 0,5-1,5% изгаря, останалото са радиоактивни отпадъци. Част от тях се обработват, а основната част се заравя. Технологията за изхвърляне е много сложна искъпи.

АЕЦ е източник топлинно замърсяване... На единица продукция атомните електроцентрали отделят 2 - 2,5 пъти повече топлина в атмосферата от топлоелектрическите централи. Обемът на нагрята вода в атомните електроцентрали също е много по-голям.

АЕЦ има експлоатационен живот около 30 години. Необходими са значителни разходи за извеждане от експлоатация на АЕЦ... Основното решение на този въпрос се крие в изграждането на саркофага над тях и по-нататъшното му поддържане за дълго време.