1. Введение………………………………………………………………………………………………………………….32. Проблемы энергетики…………………………………………………………………………………………….82.1. Экологические проблемы тепловойэнергетики………………………………………………92.2. Экологические проблемыгидроэнергетики……………………………………………………122.3. Экологические проблемы ядернойэнергетики……………………………………………..152.4. Некоторые пути решения проблем современнойэнергетики………………………173. Заключение…………………………………………………………………………………………………………..19Список использованнойлитературы………………………………………………………………………20

1. Введение

Понятие «энергетика»включает в себя методы получения и использования различных видов энергии длянужд человеческого общества. Энергетика, или иначе «топливно-энергетическийкомплекс», — одна из основ развития современного общества; эффективностьрешения социальных, экономических и технических задач, а также антропогенныхпреобразований природы в значительной мере определяется выработкой энергии имасштабностью энергоресурсов.Темпынаучно-технического прогресса и интенсификация производства находятся в прямойзависимости от состояния энергетики. Она оказывает весьма существенное влияниена природную среду, являясь источником различных видов загрязнения воздуха,воды, земной поверхности и недр, а также основным потребителем минеральноготоплива, определяющим уровень его добычи.Первоисточникомбольшинства видов энергии служит солнечная радиация. Солнце ежесекунднонаправляет на Землю энергию, равную 16,76*1013 кДж, половинакоторой, проходя через атмосферу, достигает поверхности нашей планеты. Частьпоглощаемой атмосферой и гидросферой энергии затрачивается на круговорот воды вприроде или превращается в энергию ветра, волн и океанских течений. Доляэнергии, воспринимаемая верхним слоем литосферы, расходуется на накоплениетеплоты и поверхностной энергии пород, приводящей к их разрушению, вплоть домелкодисперсного состояния (пески, глины), а также на другие процессы.Значительная часть солнечной энергии расходуется в биосфере на фотосинтез исоздание живого вещества.К энергии,непосредственно не связанной с солнечной радиацией, относят тепловую энергиюземных недр, энергию океанских и морских приливов, тепловую энергию, получаемуюпри сжигании биологических (древесины) и геохимических (торф, уголь, нефть,газ) «аккумуляторов солнечной энергии», электроэнергию, атомную энергию иэнергию некоторых химических процессов (например, широко используемую в горномпроизводстве энергию взрыва).Еще в недалеком прошломосновными энергетическими источниками, используемыми человеческим обществом,была мускульная сила процессов людей и животных, затем для наиболее трудоемкихпроизводственных процессов и транспорта стала использоваться энергия ветра иводотоков. С начала прошлого столетия основой энергетики становится энергияпара, производство которой было связано с расходованием топливных ресурсов исопровождалось загрязнением атмосферы и земной поверхности.Значительная роль всовременной энергетике принадлежит также энергии «внутреннего сгорания» жидкоготоплива, превращаемой преимущественно в механическую энергию транспортныхмашин.Паровая энергия имеетвесьма ограниченное применение и используется в основном в железнодорожномтранспорте.Производство энергииприводит к расходованию во все возрастающих количествах топливно-энергетическихресурсов (ТЭР) и загрязнению биосферы. При производстве энергии, связном сосжиганием любого вида топлива, происходит “тепловое загрязнение” природнойсреды. Считают, однако, что необратимые последствия теплового загрязнения будутиметь место при стократном по сравнению с современным увеличениемэнергопотребления.Существуетобразное выражение, что мы живем в эпоху трех «Э»: экономика, энергетика,экология. При этом экология как наука и образ мышления привлекает все более иболее пристальное внимание человечества.Экологиюрассматривают как науку и учебную дисциплину, которая призвана изучатьвзаимоотношения организмов и среды во всем их разнообразии. При этом под средойпонимается не только мир неживой природы, а и воздействие одних организмов илиих сообществ на другие организмы и сообщества.Термин«экология» был введен в употребление немецким естествоиспытателем Э. Геккелем в1866 году и в дословном переводе с греческого обозначает науку о доме (ойкос — дом, жилище; логос — учение).По этойпричине экологию иногда связывают только с учением о среде обитания (доме) илиокружающей среде. Последнее в основе правильно с той, однако, существеннойпоправкой, что среду нельзя рассматривать в отрыве от организмов, как иорганизмы вне их среды обитания. Это составные части единого функциональногоцелого, что и подчеркивается приведенным выше определением экологии как науки овзаимоотношениях организмов и среды.Такуюдвустороннюю связь важно подчеркнуть в связи с тем, что это основополагающееположение часто не доучитывается: экологию сводят только к влиянию среды наорганизмы. Ошибочность таких положений очевидна, поскольку именно организмысформировали современную среду. Им же принадлежит первостепенная роль внейтрализации тех воздействий на среду, которые происходили и происходят поразличным причинам.Внастоящее время термин «экология» существенно трансформировался. Она стала большеориентированной на человека в связи с его исключительно масштабным испецифическим влиянием на среду.Сказанноепозволяет дополнить определение «экологии» и назвать задачи, которые онапризвана решать в настоящее время. Современную экологию можно рассматривать какнауку, занимающуюся изучением взаимоотношений организмов, в том числе ичеловека со средой, определением масштабов и допустимых пределов воздействиячеловеческого общества на среду, возможностей уменьшения этих воздействий илиих полной нейтрализации. В стратегическом плане — это наука о выживаниичеловечества и выходе из экологического кризиса, который приобрел (или приобретает)глобальные масштабы — в пределах всей планеты Земля.Становитсявсе более ясным, что человек очень мало знает о среде, в которой он живет,особенно о механизмах, которые формируют и сохраняют среду. Раскрытие этихмеханизмов (закономерностей) — одна из важнейших задач современной экологии иэкологического образования. Ясно, что она может решаться лишь при условии изученияне только «дома», но и его обитателей, их образа жизни.Содержаниетермина «экология», таким образом, приобрело социально-политический,философский аспект. Она стала проникать практически во все отрасли знаний, сней связывается гуманизация естественных и технических наук, она активновнедряется в гуманитарные области знаний. Экология при этом рассматривается нетолько как самостоятельная дисциплина, а как мировоззрение, призванноепронизывать все науки, технологические процессы и сферы деятельности людей.Признанопоэтому, что экологическая подготовка должна идти, по крайней мере, по двумнаправлениям через изучение специальных интегральных курсов и черезэкологизацию всей научной, производственной и педагогической деятельности.Ясно,что без основательной общеэкологической подготовки экологизация образования,как и деятельности человека, практически невозможна, а если она и проводится — то либо не достигает цели, либо имеет результат, противоположный ожидаемому,так как базируется на случайных, часто фрагментарных положениях, чтонедопустимо для системной науки, к рангу которой относится «экология».Наряду сэкологическим образованием существенное внимание уделяется экологическомувоспитанию, с которым связывается бережное отношение к природе, культурномунаследию, социальным благам. Без серьезного общеэкологического образованиярешение этой задачи также весьма проблематично.Вобобщенном виде «общая экология» изучает наиболее общие закономерностивзаимоотношений организмов и их сообществ со средой в естественных условиях.«Социальнаяэкология» рассматривает взаимоотношения в системе «общество — природа»,специфическую роль человека в системах различного ранга, отличие этой роли отдругих живых существ, пути оптимизации взаимоотношений человека со средой, теоретическиеосновы рационального природопользования.С точки зрения основногосодержания предмета «общая экология» есть не что иное, как экология природныхсистем и учение о природной среде, а «социальная и прикладная экология» — экология измененных человеком природных систем и среды, или экологияприродно-антропогенных систем и учение о природно-антропогенной (иногдатехногенной) среде.

2.Проблемы энергетики

Энергетика — это та отрасль производства,которая развивается невиданно быстрыми темпами. Если численность населения вусловиях современного демографического взрыва удваивается за 40-50 лет, то впроизводстве и потреблении энергии это происходит через каждые 12-15 лет. Притаком соотношении темпов роста населения и энергетики, энерговооруженностьлавинообразно увеличивается не только в суммарном выражении, но и в расчете надушу населения.Нетоснования ожидать, что темпы производства и потребления энергии в ближайшейперспективе существенно изменятся (некоторое замедление их в промышленноразвитых странах компенсируется ростом энерговооруженности стран третьегомира), поэтому важно получить ответы на следующие вопросы:· какоевлияние на биосферу и отдельные ее элементы оказывают основные виды современной(тепловой, водной, атомной) энергетики и как будет изменяться соотношение этихвидов в энергетическом балансе в ближайшей и отдаленной перспективе;· можноли уменьшить отрицательное воздействие на среду современных (традиционных)методов получения и использования энергии;· каковывозможности производства энергии за счет альтернативных (нетрадиционных)ресурсов, таких как энергия солнца, ветра, термальных вод и других источников,которые относятся к неисчерпаемым и экологически чистым.Внастоящее время энергетические потребности обеспечиваются в основном за счеттрех видов энергоресурсов: органического топлива, воды и атомного ядра. Энергияводы и атомная энергия используются человеком после превращения ее вэлектрическую энергию. В то же время значительное количество энергии,заключенной в органическом топливе, используется в виде тепловой, и толькочасть ее превращается в электрическую. Однако и в том, и в другом случаевысвобождение энергии из органического топлива связано с его сжиганием, а,следовательно, и с поступлением продуктов горения в окружающую среду.

2.1.Экологические проблемы тепловой энергетики

За счетсжигания топлива (включая дрова и другие биоресурсы) в настоящее времяпроизводится около 90% энергии. Доля тепловых источников уменьшается до 80-85%в производстве электроэнергии. При этом в промышленно развитых странах нефть инефтепродукты используются в основном для обеспечения нужд транспорта.Например, в США (данные на 1995 г.) нефть в общем энергобалансе странысоставляла 44%, а в получении электроэнергии — только 3%. Для угля характернапротивоположная закономерность: при 22% в общем энергобалансе он является основнымв получении электроэнергии — 52%. В Китае доля угля в получении электроэнергииблизка к 75%, в то же время в России преобладающим источником полученияэлектроэнергии является природный газ (около 40%), а на долю угля приходитсятолько 18% получаемой энергии, доля нефти не превышает 10%.Вмировом масштабе гидроресурсы обеспечивают получение около 5-6% электроэнергии(в России 20,5%), атомная энергетика дает 17-18% электроэнергии. В России еедоля близка к 12%, а в ряде стран она является преобладающей в энергетическомбалансе (Франция — 74%, Бельгия -61%, Швеция — 45%).Сжиганиетоплива — не только основной источник энергии, но и важнейший поставщик в средузагрязняющих веществ. Тепловые электростанции в наибольшей степени«ответственны» за усиливающийся парниковый эффект и выпадение кислотныхосадков. Они, вместе с транспортом, поставляют в атмосферу основную долютехногенного углерода (в основном в виде СО2), около 50% двуокисисеры, 35% — окислов азота и около 35% пыли. Имеются данные, что тепловыеэлектростанции в 2-4 раза сильнее загрязняют среду радиоактивными веществами,чем АЭС такой же мощности.Ввыбросах ТЭС содержится значительное количество металлов и их соединений. Припересчете на смертельные дозы в годовых выбросах ТЭС мощностью 1 млн. кВтсодержится алюминия и его соединений свыше 100 млн. доз, железа — 400 млн. доз,магния — 1,5 млн. доз. Летальный эффект этих загрязнителей не проявляетсятолько потому, что они попадают в организмы в незначительных количествах. Это,однако, не исключает их отрицательного влияния через воду, почвы и другиезвенья экосистем.Влияниеэнергетики на среду и ее обитателей в большей мере зависит от вида используемыхэнергоносителей (топлива). Наиболее чистым топливом является природный газ,далее следует нефть (мазут), каменные угли, бурые угли, сланцы, торф.Хотя внастоящее время значительная доля электроэнергии производится за счетотносительно чистых видов топлива (газ, нефть), однако закономерной являетсятенденция уменьшения их доли. По имеющимся прогнозам, эти энергоносителипотеряют свое ведущее значение уже в первой четверти XXI столетия. Здесьуместно вспомнить высказывание Д. И. Менделеева о недопустимости использованиянефти как топлива: «нефть не топливо — топить можно и ассигнациями».Неисключена вероятность существенного увеличения в мировом энергобалансеиспользования угля. По имеющимся расчетам, запасы углей таковы, что они могутобеспечивать мировые потребности в энергии в течение 200-300 лет. Возможнаядобыча углей, с учетом разведанных и прогнозных запасов, оценивается более чемв 7 триллионов тонн. При этом более 1/3 мировых запасов углей находится натерритории России. Поэтому закономерно ожидать увеличения доли углей илипродуктов их переработки (например, газа) в получении энергии, а,следовательно, и в загрязнении среды. Угли содержат от 0,2 до десятковпроцентов серы, в основном, в виде пирита, сульфата, закисного железа и гипса.Имеющиеся способы улавливания серы при сжигании топлива далеко не всегдаиспользуются из-за сложности и дороговизны. Поэтому значительное количество еепоступает и, по-видимому, будет поступать в ближайшей перспективе в окружающуюсреду. Серьезные экологические проблемы связаны с твердыми отходами ТЭС — золойи шлаками. Хотя зола в основной массе улавливается различными фильтрами, все жев атмосферу в виде выбросов ТЭС ежегодно поступает около 250 млн. тоннмелкодисперсных аэрозолей. Последние способны заметно изменять баланс солнечнойрадиации у земной поверхности. Они же являются ядрами конденсации для паровводы и формирования осадков; а, попадая в органы дыхания человека и другихорганизмов, вызывают различные респираторные заболевания.ВыбросыТЭС являются существенным источником такого сильного канцерогенного вещества,как бензопирен. С его действием связано увеличение онкологических заболеваний.В выбросах угольных ТЭС содержатся также окислы кремния и алюминия. Этиабразивные материалы способны разрушать легочную ткань и вызывать такоезаболевание, как силикоз, которым раньше болели шахтеры. Сейчас случаизаболевания силикозом регистрируются у детей, проживающих вблизи угольных ТЭС.Серьезнуюпроблему вблизи ТЭС представляет складирование золы. Для этого требуютсязначительные территории, которые долгое время не используются, а также являютсяочагами накопления тяжелых металлов и повышенной радиоактивности.Имеютсяданные, что если бы вся сегодняшняя энергетика базировалась на угле, то выбросыCO составляли бы20 млрд. тонн в год (сейчас они близки к 6 млрд. тонн в год). Это тот предел,за которым прогнозируются такие изменения климата, которые обусловяткатастрофические последствия для биосферы.ТЭС — существенный источник подогретых вод, которые используются здесь какохлаждающий агент. Эти воды нередко попадают в реки и другие водоемы,обусловливая их тепловое загрязнение и сопутствующие ему цепные природныереакции (размножение водорослей, потерю кислорода, гибель гидробионтов,превращение типично водных экосистем в болотные и т. п.).

2.2. Экологические проблемыгидроэнергетики

Одно из важнейшихвоздействий гидроэнергетики связано с отчуждением значительных площадейплодородных (пойменных) земель под водохранилища. В России, где за счетиспользования гидроресурсов производится не более 20% электрической энергии,при строительстве ГЭС затоплено не менее 6 млн. га земель. На их местеуничтожены естественные экосистемы.Значительныеплощади земель вблизи водохранилищ испытывают подтопление в результатеповышения уровня грунтовых вод. Эти земли, как правило, переходят в категориюзаболоченных. В равнинных условиях подтопленные земли могут составлять 10% иболее от затопленных. Уничтожение земель и свойственных им экосистем происходиттакже в результате их разрушения водой (абразии) при формировании береговойлинии. Абразионные процессы обычно продолжаются десятилетиями, имеют следствиемпереработку больших масс почвогрунтов, загрязнение вод, заиление водохранилищ.Таким образом, со строительством водохранилищ связано резкое нарушениегидрологического режима рек, свойственных им экосистем и видового составагидробионтов. Так, Волга практически на всем протяжении (от истоков доВолгограда) превращена в непрерывную систему водохранилищ.Ухудшениекачества воды в водохранилищах происходит по различным причинам. В них резкоувеличивается количество органических веществ как за счет ушедших под водуэкосистем (древесина, другие растительные остатки, гумус почв и т. п.), так ивследствие их накопления в результате замедленного водообмена. Это своего родаотстойники и аккумуляторы веществ, поступающих с водосборов.Вводохранилищах резко усиливается прогревание вод, что интенсифицирует потерюими кислорода и другие процессы, обусловливаемые тепловым загрязнением.Последнее, совместно с накоплением биогенных веществ, создает условия длязарастания водоемов и интенсивного развития водорослей, в том числе и ядовитыхсине-зеленых (цианей). По этим причинам, а также вследствие медленнойобновляемости вод резко снижается их способность к самоочищению. Ухудшениекачества воды ведет к гибели многих ее обитателей. Возрастает заболеваемостьрыбного стада, особенно поражение гельминтами. Снижаются вкусовые качестваобитателей водной среды.Нарушаютсяпути миграции рыб, идет разрушение кормовых угодий, нерестилищ и т. п. Волга вомногом потеряла свое значение как нерестилище для осетровых Каспия послестроительства на ней каскада ГЭС.Вконечном счете, перекрытые водохранилищами речные системы из транзитныхпревращаются в транзитноаккумулятивные. Кроме биогенных веществ, здесьаккумулируются тяжелые металлы, радиоактивные элементы и многие ядохимикаты сдлительным периодом жизни. Продукты аккумуляции делают проблематичнымвозможность использования территорий, занимаемых водохранилищами, после ихликвидации. Имеются данные, что в результате заиления равнинные водохранилища теряютсвою ценность как энергетические объекты через 50-100 лет после ихстроительства. Например, подсчитано, что большая Асуанская плотина, построеннаяна Ниле в 60-е годы, будет наполовину заилена уже к 2025 году. Несмотря наотносительную дешевизну энергии, получаемой за счет гидроресурсов, доля их вэнергетическом балансе постепенно уменьшается. Это связано как с исчерпаниемнаиболее дешевых ресурсов, так и с большой территориальной емкостью равнинныхводохранилищ. Считается, что в перспективе мировое производство энергии на ГЭСне будет превышать 5% от общей.Водохранилищаоказывают заметное влияние на атмосферные процессы. Например, в засушливыхрайонах испарение с поверхности водохранилищ превышает испарение с равновеликойповерхности суши в десятки раз. Только с каскада Волжско-Камских водохранилищежегодно испаряется около 6 км3. Это примерно 2-3 годовые нормыпотребления воды Москвой. С повышенным испарением связано понижение температурывоздуха, увеличение туманных явлений. Различие тепловых балансов водохранилищ иприлегающей суши обусловливает формирование местных ветров типа бризов. Эти, атакже другие явления имеют следствием смену экосистем (не всегдаположительную), изменение погоды. В ряде случаев в зоне водохранилищ приходитсяменять направление сельского хозяйства. Например, в южных районах нашей странынекоторые теплолюбивые культуры (бахчевые) не успевают вызревать, повышаетсязаболеваемость растений, ухудшается качество продукции.Издержкигидростроительства для среды заметно меньше в горных районах, где водохранилищаобычно невелики по площади. Однако в сейсмоопасных горных районах водохранилищамогут провоцировать землетрясения. Увеличивается вероятность оползневых явленийи вероятность катастроф в результате возможного разрушения плотин. Так, в 1960г. в Индии (штат Гунжарат) в результате прорыва плотины вода унесла 15 тысячжизней людей.

2.3. Экологические проблемы ядернойэнергетики

Ядернаяэнергетика до недавнего времени рассматривалась как наиболее перспективная. Этосвязано как с относительно большими запасами ядерного топлива, так и со щадящимвоздействием на среду. К преимуществам относится также возможностьстроительства АЭС, не привязываясь к месторождениям ресурсов, поскольку ихтранспортировка не требует существенных затрат в связи с малыми объемами.Достаточно отметить, что 0,5 кг ядерного топлива позволяет получать столько жеэнергии, сколько сжигание 1000 тонн каменного угля.До середины 80-х годовчеловечество в ядерной энергетике видело один из выходов из энергетического тупика.Только за 20 лет (с середины 60-х досередины 80-х годов) мировая доля энергетики, получаемой на АЭС, возрослапрактически с нулевых значений до 15-17%, а в ряде стран она сталапревалирующей. Ни один другой вид энергетики не имел таких темпов роста. Донедавнего времени основные экологические проблемы АЭС связывались сзахоронением отработанного топлива, а также с ликвидацией самих АЭС послеокончания допустимых сроков эксплуатации. Имеются данные, что стоимость такихликвидационных работ составляет от 1/6 до 1/3 от стоимости самих АЭС.Принормальной работе АЭС выбросы радиоактивных элементов в среду крайненезначительны. В среднем они в 2-4 раза меньше, чем от ТЭС одинаковой мощности.В целомможно назвать следующие воздействия АЭС на среду:· разрушениеэкосистем и их элементов (почв, грунтов, водоносных структур и т. п.) в местахдобычи руд;· изъятиеземель под строительство самих АЭС. Особенно значительные территорииотчуждаются под строительство сооружений для подачи, отвода и охлажденияподогретых вод. Для электростанции мощностью 1000 МВт требуется пруд-охладительплощадью около 800-900га. Пруды могут заменяться гигантскими градирнями сдиаметром у основания 100-120м и высотой, равной 40-этажному зданию;· изъятиезначительных объемов вод из различных источников и сброс подогретых вод. Еслиэти воды попадают в реки и другие источники, в них наблюдается потерякислорода, увеличивается вероятность цветения, возрастают явления тепловогостресса у гидробионтов;· неисключено радиоактивное загрязнение атмосферы, вод и почв в процессе добычи итранспортировки сырья, а также при работе АЭС, складировании и переработкеотходов, их захоронениях.

2.4. Некоторые пути решения проблем современнойэнергетики

Несомненно,что в ближайшей перспективе тепловая энергетика будет оставаться преобладающейв энергетическом балансе мира и отдельных стран. Велика вероятность увеличениядоли углей и других видов менее чистого топлива в получении энергии. В этойсвязи рассмотрим некоторые пути и способы их использования, позволяющиесущественно уменьшать отрицательное воздействие на среду. Эти способыбазируются в основном на совершенствовании технологий подготовки топлива иулавливания вредных отходов. В их числе можно назвать следующие:· использованиеи совершенствование очистных устройств. В настоящее время на многих ТЭСулавливаются в основном твердые выбросы с помощью различного вида фильтров.Наиболее агрессивный загрязнитель — сернистый ангидрид на многих ТЭС неулавливается или улавливается в ограниченном количестве. В то же время имеютсяТЭС (США, Япония), на которых производится практически полная очистка отданного загрязнителя, а также от окислов азота и других вредных полютантов. Дляэтого используются специальные десульфурационные (для улавливания диоксида итриоксида серы) и денитрификационные (для улавливания окислов азота) установки.Наиболее широко улавливание окислов серы и азота осуществляется посредствомпропускания дымовых газов через раствор аммиака. Конечными продуктами такогопроцесса являются аммиачная селитра, используемая как минеральное удобрение,или раствор сульфита натрия (сырье для химической промышленности). Такимиустановками улавливается до 96% окислов серы и более 80% оксидов азота.Существуют и другие методы очистки от названных газов;· уменьшениепоступления соединений серы в атмосферу посредством предварительногообессеривания (десульфурации) углей и других видов топлива (нефть, газ, горючиесланцы) химическими или физическими методами. Этими методами удается извлечь изтоплива от 50 до 70% серы до момента его сжигания;· большиеи реальные возможности уменьшения или стабилизации поступления загрязнений всреду связаны с экономией электроэнергии. Особенно велики такие возможности дляРоссии за счет снижения энергоемкости получаемых изделий. Например, в США наединицу получаемой продукции расходовалось в среднем в 2 раза меньше энергии,чем в бывшем СССР. В Японии такой расход был меньшим в три раза. Не менеереальна экономия энергии за счет уменьшения металлоемкости продукции, повышенияее качества и увеличения продолжительности жизни изделий. Перспективноэнергосбережение за счет перехода на наукоемкие технологии, связанные сиспользованием компьютерных и других устройств;· неменее значимы возможности экономии энергии в быту и на производстве за счетсовершенствования изоляционных свойств зданий. Реальную экономию энергии даетзамена ламп накаливания с КПД около 5% флуоресцентными, КПД которых в несколькораз выше;Крайнерасточительно использование электрической энергии для получения тепла. Важно иметьв виду, что получение электрической энергии на ТЭС связано с потерей примерно60-65% тепловой энергии, а на АЭС — не менее 70% энергии. Энергия теряетсятакже при передаче ее по проводам на расстояние. Поэтому прямое сжиганиетоплива для получения тепла, особенно газа, намного рациональнее, чем черезпревращение его в электричество, а затем вновь в тепло.· заметноповышается также КПД топлива при его использовании вместо ТЭС на ТЭЦ. Впоследнем случае объекты получения энергии приближаются к местам ее потребленияи тем самым уменьшаются потери, связанные с передачей на расстояние. Наряду сэлектроэнергией на ТЭЦ используется тепло, которое улавливается охлаждающимиагентами. При этом заметно сокращается вероятность теплового загрязнения воднойсреды. Наиболее экономично получение энергии на небольших установках типа ТЭЦ(иогенирование) непосредственно в зданиях. В этом случае потери тепловой иэлектрической энергии снижаются до минимума. Такие способы в отдельных странахнаходят все большее применение.

3. Заключение

Взаключение можно сделать вывод, что современный уровень знаний, а такжеимеющиеся и находящиеся в стадии разработок технологии дают основание дляоптимистических прогнозов: человечеству не грозит тупиковая ситуация ни вотношении исчерпания энергетических ресурсов, ни в плане порождаемыхэнергетикой экологических проблем. Есть реальные возможности для перехода наальтернативные источники энергии (неисчерпаемые и экологически чистые). С этихпозиций современные методы получения энергии можно рассматривать как своегорода переходные. Вопрос заключается в том, какова продолжительность этогопереходного периода и какие имеются возможности для его сокращения.

Список использованной литературы:

1. Охрана окружающей среды: Учебникдля горных и геологических спец. вузов/С. А. Брылов, Л. Г. Грабчак, В. И.Комащенко и др.; Под ред. С. А. Брылова и К. Штродки. – М.: Высш. шк., 1985.2. Е. К. Федоров Экологическийкризис и социальный прогресс. — Л.: Гидрометеоиздат, 1977.3.Банников А. Г., Рустамов А. К., Вакулин А. А. Охрана природы: Учеб. для с.-х.учеб. заведений. — М.: Агропромиздат, 1995.4.Воронков Н. А. Экология общая, социальная, прикладная: Учебник для студентоввысших учебных заведений. Пособие для учителей. — М.: Агар, 1999.5.Корнеева А. И. Общество и окружающая среда. — М.: Мысль, 1995.

2dip.su

Реферат Проблема энергетики в связи с охраной окружающей среды

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический

Университет

Факультет Экономики и Менеджмента

Кафедра новых технологий и материалов

Реферат

По курсу: Экологические основы природопользования

На тему: Проблема энергетики в связи с охраной окружающей среды

Выполнила:

студентка группы 2072/1

Головкина Анастасия Сергеевна

Проверила:

Соболева Анастасия Михайловна

Санкт-Петербург

2006 г.

Оглавление

1. Введение………………………………………………………………………………………………………………….3

2. Проблемы энергетики…………………………………………………………………………………………….8

2.1. Экологические проблемы тепловой энергетики………………………………………………9

2.2. Экологические проблемы гидроэнергетики……………………………………………………12

2.3. Экологические проблемы ядерной энергетики……………………………………………..15

2.4. Некоторые пути решения проблем современной энергетики………………………17

3. Заключение…………………………………………………………………………………………………………..19

Список использованной литературы………………………………………………………………………20

1. Введение

Темпы научно-технического прогресса и интенсификация производства находятся в прямой зависимости от состояния энергетики. Она оказывает весьма существенное влияние на природную среду, являясь источником различных видов загрязнения воздуха, воды, земной поверхности и недр, а также основным потребителем минерального топлива, определяющим уровень его добычи.

Первоисточником большинства видов энергии служит солнечная радиация. Солнце ежесекундно направляет на Землю энергию, равную 16,76*1013 кДж, половина которой, проходя через атмосферу, достигает поверхности нашей планеты. Часть поглощаемой атмосферой и гидросферой энергии затрачивается на круговорот воды в природе или превращается в энергию ветра, волн и океанских течений. Доля энергии, воспринимаемая верхним слоем литосферы, расходуется на накопление теплоты и поверхностной энергии пород, приводящей к их разрушению, вплоть до мелкодисперсного состояния (пески, глины), а также на другие процессы. Значительная часть солнечной энергии расходуется в биосфере на фотосинтез и создание живого вещества.

К энергии, непосредственно не связанной с солнечной радиацией, относят тепловую энергию земных недр, энергию океанских и морских приливов, тепловую энергию, получаемую при сжигании биологических (древесины) и геохимических (торф, уголь, нефть, газ) «аккумуляторов солнечной энергии», электроэнергию, атомную энергию и энергию некоторых химических процессов (например, широко используемую в горном производстве энергию взрыва).

Еще в недалеком прошлом основными энергетическими источниками, используемыми человеческим обществом, была мускульная сила процессов людей и животных, затем для наиболее трудоемких производственных процессов и транспорта стала использоваться энергия ветра и водотоков. С начала прошлого столетия основой энергетики становится энергия пара, производство которой было связано с расходованием топливных ресурсов и сопровождалось загрязнением атмосферы и земной поверхности.

Значительная роль в современной энергетике принадлежит также энергии «внутреннего сгорания» жидкого топлива, превращаемой преимущественно в механическую энергию транспортных машин.

Паровая энергия имеет весьма ограниченное применение и используется в основном в железнодорожном транспорте.

Производство энергии приводит к расходованию во все возрастающих количествах топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) и загрязнению биосферы. При производстве энергии, связном со сжиганием любого вида топлива, происходит “тепловое загрязнение” природной среды. Считают, однако, что необратимые последствия теплового загрязнения будут иметь место при стократном по сравнению с современным увеличением энергопотребления.

Существует образное выражение, что мы живем в эпоху трех «Э»: экономика, энергетика, экология. При этом экология как наука и образ мышления привлекает все более и более пристальное внимание человечества.

Экологию рассматривают как науку и учебную дисциплину, которая призвана изучать взаимоотношения организмов и среды во всем их разнообразии. При этом под средой понимается не только мир неживой природы, а и воздействие одних организмов или их сообществ на другие организмы и сообщества.

Термин «экология» был введен в употребление немецким естествоиспытателем Э. Геккелем в 1866 году и в дословном переводе с греческого обозначает науку о доме (ойкос - дом, жилище; логос - учение).

По этой причине экологию иногда связывают только с учением о среде обитания (доме) или окружающей среде. Последнее в основе правильно с той, однако, существенной поправкой, что среду нельзя рассматривать в отрыве от организмов, как и организмы вне их среды обитания. Это составные части единого функционального целого, что и подчеркивается приведенным выше определением экологии как науки о взаимоотношениях организмов и среды.

Такую двустороннюю связь важно подчеркнуть в связи с тем, что это основополагающее положение часто не доучитывается: экологию сводят только к влиянию среды на организмы. Ошибочность таких положений очевидна, поскольку именно организмы сформировали современную среду. Им же принадлежит первостепенная роль в нейтрализации тех воздействий на среду, которые происходили и происходят по различным причинам.

В настоящее время термин «экология» существенно трансформировался. Она стала больше ориентированной на человека в связи с его исключительно масштабным и специфическим влиянием на среду.

Сказанное позволяет дополнить определение «экологии» и назвать задачи, которые она призвана решать в настоящее время. Современную экологию можно рассматривать как науку, занимающуюся изучением взаимоотношений организмов, в том числе и человека со средой, определением масштабов и допустимых пределов воздействия человеческого общества на среду, возможностей уменьшения этих воздействий или их полной нейтрализации. В стратегическом плане - это наука о выживании человечества и выходе из экологического кризиса, который приобрел (или приобретает) глобальные масштабы - в пределах всей планеты Земля.

Становится все более ясным, что человек очень мало знает о среде, в которой он живет, особенно о механизмах, которые формируют и сохраняют среду. Раскрытие этих механизмов (закономерностей) - одна из важнейших задач современной экологии и экологического образования. Ясно, что она может решаться лишь при условии изучения не только «дома», но и его обитателей, их образа жизни.

Содержание термина «экология», таким образом, приобрело социально-политический, философский аспект. Она стала проникать практически во все отрасли знаний, с ней связывается гуманизация естественных и технических наук, она активно внедряется в гуманитарные области знаний. Экология при этом рассматривается не только как самостоятельная дисциплина, а как мировоззрение, призванное пронизывать все науки, технологические процессы и сферы деятельности людей.

Признано поэтому, что экологическая подготовка должна идти, по крайней мере, по двум направлениям через изучение специальных интегральных курсов и через экологизацию всей научной, производственной и педагогической деятельности.

Ясно, что без основательной общеэкологической подготовки экологизация образования, как и деятельности человека, практически невозможна, а если она и проводится - то либо не достигает цели, либо имеет результат, противоположный ожидаемому, так как базируется на случайных, часто фрагментарных положениях, что недопустимо для системной науки, к рангу которой относится «экология».

Наряду с экологическим образованием существенное внимание уделяется экологическому воспитанию, с которым связывается бережное отношение к природе, культурному наследию, социальным благам. Без серьезного общеэкологического образования решение этой задачи также весьма проблематично.

В обобщенном виде «общая экология» изучает наиболее общие закономерности взаимоотношений организмов и их сообществ со средой в естественных условиях.

«Социальная экология» рассматривает взаимоотношения в системе «общество - природа», специфическую роль человека в системах различного ранга, отличие этой роли от других живых существ, пути оптимизации взаимоотношений человека со средой, теоретические основы рационального природопользования.

С точки зрения основного содержания предмета «общая экология» есть не что иное, как экология природных систем и учение о природной среде, а «социальная и прикладная экология» - экология измененных человеком природных систем и среды, или экология природно-антропогенных систем и учение о природно-антропогенной (иногда техногенной) среде.

2. Проблемы энергетики

Энергетика - это та отрасль производства, которая развивается невиданно быстрыми темпами. Если численность населения в условиях современного демографического взрыва удваивается за 40-50 лет, то в производстве и потреблении энергии это происходит через каждые 12-15 лет. При таком соотношении темпов роста населения и энергетики, энерговооруженность лавинообразно увеличивается не только в суммарном выражении, но и в расчете на душу населения.

Нет основания ожидать, что темпы производства и потребления энергии в ближайшей перспективе существенно изменятся (некоторое замедление их в промышленно развитых странах компенсируется ростом энерговооруженности стран третьего мира), поэтому важно получить ответы на следующие вопросы:

какое влияние на биосферу и отдельные ее элементы оказывают основные виды современной (тепловой, водной, атомной) энергетики и как будет изменяться соотношение этих видов в энергетическом балансе в ближайшей и отдаленной перспективе;
можно ли уменьшить отрицательное воздействие на среду современных (традиционных) методов получения и использования энергии;
каковы возможности производства энергии за счет альтернативных (нетрадиционных) ресурсов, таких как энергия солнца, ветра, термальных вод и других источников, которые относятся к неисчерпаемым и экологически чистым.

В настоящее время энергетические потребности обеспечиваются в основном за счет трех видов энергоресурсов: органического топлива, воды и атомного ядра. Энергия воды и атомная энергия используются человеком после превращения ее в электрическую энергию. В то же время значительное количество энергии, заключенной в органическом топливе, используется в виде тепловой, и только часть ее превращается в электрическую. Однако и в том, и в другом случае высвобождение энергии из органического топлива связано с его сжиганием, а, следовательно, и с поступлением продуктов горения в окружающую среду.

2.1. Экологические проблемы тепловой энергетики

В мировом масштабе гидроресурсы обеспечивают получение около 5-6% электроэнергии (в России 20,5%), атомная энергетика дает 17-18% электроэнергии. В России ее доля близка к 12%, а в ряде стран она является преобладающей в энергетическом балансе (Франция - 74%, Бельгия -61%, Швеция - 45%).

Сжигание топлива - не только основной источник энергии, но и важнейший поставщик в среду загрязняющих веществ. Тепловые электростанции в наибольшей степени «ответственны» за усиливающийся парниковый эффект и выпадение кислотных осадков. Они, вместе с транспортом, поставляют в атмосферу основную долю техногенного углерода (в основном в виде СО2), около 50% двуокиси серы, 35% - окислов азота и около 35% пыли. Имеются данные, что тепловые электростанции в 2-4 раза сильнее загрязняют среду радиоактивными веществами, чем АЭС такой же мощности.

В выбросах ТЭС содержится значительное количество металлов и их соединений. При пересчете на смертельные дозы в годовых выбросах ТЭС мощностью 1 млн. кВт содержится алюминия и его соединений свыше 100 млн. доз, железа - 400 млн. доз, магния - 1,5 млн. доз. Летальный эффект этих загрязнителей не проявляется только потому, что они попадают в организмы в незначительных количествах. Это, однако, не исключает их отрицательного влияния через воду, почвы и другие звенья экосистем.

Влияние энергетики на среду и ее обитателей в большей мере зависит от вида используемых энергоносителей (топлива). Наиболее чистым топливом является природный газ, далее следует нефть (мазут), каменные угли, бурые угли, сланцы, торф.

Хотя в настоящее время значительная доля электроэнергии производится за счет относительно чистых видов топлива (газ, нефть), однако закономерной является тенденция уменьшения их доли. По имеющимся прогнозам, эти энергоносители потеряют свое ведущее значение уже в первой четверти XXI столетия. Здесь уместно вспомнить высказывание Д. И. Менделеева о недопустимости использования нефти как топлива: «нефть не топливо - топить можно и ассигнациями».

Не исключена вероятность существенного увеличения в мировом энергобалансе использования угля. По имеющимся расчетам, запасы углей таковы, что они могут обеспечивать мировые потребности в энергии в течение 200-300 лет. Возможная добыча углей, с учетом разведанных и прогнозных запасов, оценивается более чем в 7 триллионов тонн. При этом более 1/3 мировых запасов углей находится на территории России. Поэтому закономерно ожидать увеличения доли углей или продуктов их переработки (например, газа) в получении энергии, а, следовательно, и в загрязнении среды. Угли содержат от 0,2 до десятков процентов серы, в основном, в виде пирита, сульфата, закисного железа и гипса. Имеющиеся способы улавливания серы при сжигании топлива далеко не всегда используются из-за сложности и дороговизны. Поэтому значительное количество ее поступает и, по-видимому, будет поступать в ближайшей перспективе в окружающую среду. Серьезные экологические проблемы связаны с твердыми отходами ТЭС - золой и шлаками. Хотя зола в основной массе улавливается различными фильтрами, все же в атмосферу в виде выбросов ТЭС ежегодно поступает около 250 млн. тонн мелкодисперсных аэрозолей. Последние способны заметно изменять баланс солнечной радиации у земной поверхности. Они же являются ядрами конденсации для паров воды и формирования осадков; а, попадая в органы дыхания человека и других организмов, вызывают различные респираторные заболевания.

Выбросы ТЭС являются существенным источником такого сильного канцерогенного вещества, как бензопирен. С его действием связано увеличение онкологических заболеваний. В выбросах угольных ТЭС содержатся также окислы кремния и алюминия. Эти абразивные материалы способны разрушать легочную ткань и вызывать такое заболевание, как силикоз, которым раньше болели шахтеры. Сейчас случаи заболевания силикозом регистрируются у детей, проживающих вблизи угольных ТЭС.

Серьезную проблему вблизи ТЭС представляет складирование золы. Для этого требуются значительные территории, которые долгое время не используются, а также являются очагами накопления тяжелых металлов и повышенной радиоактивности.

Имеются данные, что если бы вся сегодняшняя энергетика базировалась на угле, то выбросы CO составляли бы 20 млрд. тонн в год (сейчас они близки к 6 млрд. тонн в год). Это тот предел, за которым прогнозируются такие изменения климата, которые обусловят катастрофические последствия для биосферы.

ТЭС - существенный источник подогретых вод, которые используются здесь как охлаждающий агент. Эти воды нередко попадают в реки и другие водоемы, обусловливая их тепловое загрязнение и сопутствующие ему цепные природные реакции (размножение водорослей, потерю кислорода, гибель гидробионтов, превращение типично водных экосистем в болотные и т. п.).

2.2. Экологические проблемы гидроэнергетики

Значительные площади земель вблизи водохранилищ испытывают подтопление в результате повышения уровня грунтовых вод. Эти земли, как правило, переходят в категорию заболоченных. В равнинных условиях подтопленные земли могут составлять 10% и более от затопленных. Уничтожение земель и свойственных им экосистем происходит также в результате их разрушения водой (абразии) при формировании береговой линии. Абразионные процессы обычно продолжаются десятилетиями, имеют следствием переработку больших масс почвогрунтов, загрязнение вод, заиление водохранилищ. Таким образом, со строительством водохранилищ связано резкое нарушение гидрологического режима рек, свойственных им экосистем и видового состава гидробионтов. Так, Волга практически на всем протяжении (от истоков до Волгограда) превращена в непрерывную систему водохранилищ.

Ухудшение качества воды в водохранилищах происходит по различным причинам. В них резко увеличивается количество органических веществ как за счет ушедших под воду экосистем (древесина, другие растительные остатки, гумус почв и т. п.), так и вследствие их накопления в результате замедленного водообмена. Это своего рода отстойники и аккумуляторы веществ, поступающих с водосборов.

В водохранилищах резко усиливается прогревание вод, что интенсифицирует потерю ими кислорода и другие процессы, обусловливаемые тепловым загрязнением. Последнее, совместно с накоплением биогенных веществ, создает условия для зарастания водоемов и интенсивного развития водорослей, в том числе и ядовитых сине-зеленых (цианей). По этим причинам, а также вследствие медленной обновляемости вод резко снижается их способность к самоочищению. Ухудшение качества воды ведет к гибели многих ее обитателей. Возрастает заболеваемость рыбного стада, особенно поражение гельминтами. Снижаются вкусовые качества обитателей водной среды.

Нарушаются пути миграции рыб, идет разрушение кормовых угодий, нерестилищ и т. п. Волга во многом потеряла свое значение как нерестилище для осетровых Каспия после строительства на ней каскада ГЭС.

В конечном счете, перекрытые водохранилищами речные системы из транзитных превращаются в транзитноаккумулятивные. Кроме биогенных веществ, здесь аккумулируются тяжелые металлы, радиоактивные элементы и многие ядохимикаты с длительным периодом жизни. Продукты аккумуляции делают проблематичным возможность использования территорий, занимаемых водохранилищами, после их ликвидации. Имеются данные, что в результате заиления равнинные водохранилища теряют свою ценность как энергетические объекты через 50-100 лет после их строительства. Например, подсчитано, что большая Асуанская плотина, построенная на Ниле в 60-е годы, будет наполовину заилена уже к 2025 году. Несмотря на относительную дешевизну энергии, получаемой за счет гидроресурсов, доля их в энергетическом балансе постепенно уменьшается. Это связано как с исчерпанием наиболее дешевых ресурсов, так и с большой территориальной емкостью равнинных водохранилищ. Считается, что в перспективе мировое производство энергии на ГЭС не будет превышать 5% от общей.

Водохранилища оказывают заметное влияние на атмосферные процессы. Например, в засушливых районах испарение с поверхности водохранилищ превышает испарение с равновеликой поверхности суши в десятки раз. Только с каскада Волжско-Камских водохранилищ ежегодно испаряется около 6 км3. Это примерно 2-3 годовые нормы потребления воды Москвой. С повышенным испарением связано понижение температуры воздуха, увеличение туманных явлений. Различие тепловых балансов водохранилищ и прилегающей суши обусловливает формирование местных ветров типа бризов. Эти, а также другие явления имеют следствием смену экосистем (не всегда положительную), изменение погоды. В ряде случаев в зоне водохранилищ приходится менять направление сельского хозяйства. Например, в южных районах нашей страны некоторые теплолюбивые культуры (бахчевые) не успевают вызревать, повышается заболеваемость растений, ухудшается качество продукции.

Издержки гидростроительства для среды заметно меньше в горных районах, где водохранилища обычно невелики по площади. Однако в сейсмоопасных горных районах водохранилища могут провоцировать землетрясения. Увеличивается вероятность оползневых явлений и вероятность катастроф в результате возможного разрушения плотин. Так, в 1960 г. в Индии (штат Гунжарат) в результате прорыва плотины вода унесла 15 тысяч жизней людей.

2.3. Экологические проблемы ядерной энергетики

До середины 80-х годов человечество в ядерной энергетике видело один из выходов из энергетического тупика. Только за 20 лет (с середины 60-х до середины 80-х годов) мировая доля энергетики, получаемой на АЭС, возросла практически с нулевых значений до 15-17%, а в ряде стран она стала превалирующей. Ни один другой вид энергетики не имел таких темпов роста. До недавнего времени основные экологические проблемы АЭС связывались с захоронением отработанного топлива, а также с ликвидацией самих АЭС после окончания допустимых сроков эксплуатации. Имеются данные, что стоимость таких ликвидационных работ составляет от 1/6 до 1/3 от стоимости самих АЭС.

При нормальной работе АЭС выбросы радиоактивных элементов в среду крайне незначительны. В среднем они в 2-4 раза меньше, чем от ТЭС одинаковой мощности.

В целом можно назвать следующие воздействия АЭС на среду:

разрушение экосистем и их элементов (почв, грунтов, водоносных структур и т. п.) в местах добычи руд;
изъятие земель под строительство самих АЭС. Особенно значительные территории отчуждаются под строительство сооружений для подачи, отвода и охлаждения подогретых вод. Для электростанции мощностью 1000 МВт требуется пруд-охладитель площадью около 800-900га. Пруды могут заменяться гигантскими градирнями с диаметром у основания 100-120м и высотой, равной 40-этажному зданию;
изъятие значительных объемов вод из различных источников и сброс подогретых вод. Если эти воды попадают в реки и другие источники, в них наблюдается потеря кислорода, увеличивается вероятность цветения, возрастают явления теплового стресса у гидробионтов;
не исключено радиоактивное загрязнение атмосферы, вод и почв в процессе добычи и транспортировки сырья, а также при работе АЭС, складировании и переработке отходов, их захоронениях.

2.4. Некоторые пути решения проблем современной энергетики

использование и совершенствование очистных устройств. В настоящее время на многих ТЭС улавливаются в основном твердые выбросы с помощью различного вида фильтров. Наиболее агрессивный загрязнитель - сернистый ангидрид на многих ТЭС не улавливается или улавливается в ограниченном количестве. В то же время имеются ТЭС (США, Япония), на которых производится практически полная очистка от данного загрязнителя, а также от окислов азота и других вредных полютантов. Для этого используются специальные десульфурационные (для улавливания диоксида и триоксида серы) и денитрификационные (для улавливания окислов азота) установки. Наиболее широко улавливание окислов серы и азота осуществляется посредством пропускания дымовых газов через раствор аммиака. Конечными продуктами такого процесса являются аммиачная селитра, используемая как минеральное удобрение, или раствор сульфита натрия (сырье для химической промышленности). Такими установками улавливается до 96% окислов серы и более 80% оксидов азота. Существуют и другие методы очистки от названных газов;
уменьшение поступления соединений серы в атмосферу посредством предварительного обессеривания (десульфурации) углей и других видов топлива (нефть, газ, горючие сланцы) химическими или физическими методами. Этими методами удается извлечь из топлива от 50 до 70% серы до момента его сжигания;
большие и реальные возможности уменьшения или стабилизации поступления загрязнений в среду связаны с экономией электроэнергии. Особенно велики такие возможности для России за счет снижения энергоемкости получаемых изделий. Например, в США на единицу получаемой продукции расходовалось в среднем в 2 раза меньше энергии, чем в бывшем СССР. В Японии такой расход был меньшим в три раза. Не менее реальна экономия энергии за счет уменьшения металлоемкости продукции, повышения ее качества и увеличения продолжительности жизни изделий. Перспективно энергосбережение за счет перехода на наукоемкие технологии, связанные с использованием компьютерных и других устройств;
не менее значимы возможности экономии энергии в быту и на производстве за счет совершенствования изоляционных свойств зданий. Реальную экономию энергии дает замена ламп накаливания с КПД около 5% флуоресцентными, КПД которых в несколько раз выше;

Крайне расточительно использование электрической энергии для получения тепла. Важно иметь в виду, что получение электрической энергии на ТЭС связано с потерей примерно 60-65% тепловой энергии, а на АЭС - не менее 70% энергии. Энергия теряется также при передаче ее по проводам на расстояние. Поэтому прямое сжигание топлива для получения тепла, особенно газа, намного рациональнее, чем через превращение его в электричество, а затем вновь в тепло.

заметно повышается также КПД топлива при его использовании вместо ТЭС на ТЭЦ. В последнем случае объекты получения энергии приближаются к местам ее потребления и тем самым уменьшаются потери, связанные с передачей на расстояние. Наряду с электроэнергией на ТЭЦ используется тепло, которое улавливается охлаждающими агентами. При этом заметно сокращается вероятность теплового загрязнения водной среды. Наиболее экономично получение энергии на небольших установках типа ТЭЦ (иогенирование) непосредственно в зданиях. В этом случае потери тепловой и электрической энергии снижаются до минимума. Такие способы в отдельных странах находят все большее применение.

3. Заключение

В заключение можно сделать вывод, что современный уровень знаний, а также имеющиеся и находящиеся в стадии разработок технологии дают основание для оптимистических прогнозов: человечеству не грозит тупиковая ситуация ни в отношении исчерпания энергетических ресурсов, ни в плане порождаемых энергетикой экологических проблем. Есть реальные возможности для перехода на альтернативные источники энергии (неисчерпаемые и экологически чистые). С этих позиций современные методы получения энергии можно рассматривать как своего рода переходные. Вопрос заключается в том, какова продолжительность этого переходного периода и какие имеются возможности для его сокращения.

Список использованной литературы:

2. Е. К. Федоров Экологический кризис и социальный прогресс. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977.

3. Банников А. Г., Рустамов А. К., Вакулин А. А. Охрана природы: Учеб. для с.-х. учеб. заведений. - М.: Агропромиздат, 1995.

4. Воронков Н. А. Экология общая, социальная, прикладная: Учебник для студентов высших учебных заведений. Пособие для учителей. - М.: Агар, 1999.

5. Корнеева А. И. Общество и окружающая среда. - М.: Мысль, 1995.

nreferat.ru

Реферат - Проблема энергетики в связи с охраной окружающей среды

Санкт-ПетербургскийГосударственный Политехнический

Университет

ФакультетЭкономики и Менеджмента

Кафедрановых технологий и материалов

Реферат

Покурсу: Экологические основы природопользования

Натему: Проблема энергетики в связи сохраной окружающей среды

Выполнила:

студентка группы 2072/1

Головкина Анастасия Сергеевна

Проверила:

Соболева Анастасия Михайловна

Санкт-Петербург

2006 г.

Оглавление

1. Введение………………………………………………………………………………………………………………….3

2. Проблемы энергетики…………………………………………………………………………………………….8

2.1. Экологические проблемы тепловойэнергетики………………………………………………9

2.2. Экологические проблемыгидроэнергетики……………………………………………………12

2.3. Экологические проблемы ядернойэнергетики……………………………………………..15

2.4. Некоторые пути решения проблем современнойэнергетики………………………17

3. Заключение…………………………………………………………………………………………………………..19

Список использованнойлитературы………………………………………………………………………20

1. Введение

Понятие «энергетика»включает в себя методы получения и использования различных видов энергии длянужд человеческого общества. Энергетика, или иначе «топливно-энергетическийкомплекс», — одна из основ развития современного общества; эффективностьрешения социальных, экономических и технических задач, а также антропогенныхпреобразований природы в значительной мере определяется выработкой энергии имасштабностью энергоресурсов.

Темпынаучно-технического прогресса и интенсификация производства находятся в прямойзависимости от состояния энергетики. Она оказывает весьма существенное влияниена природную среду, являясь источником различных видов загрязнения воздуха,воды, земной поверхности и недр, а также основным потребителем минеральноготоплива, определяющим уровень его добычи.

Первоисточникомбольшинства видов энергии служит солнечная радиация. Солнце ежесекунднонаправляет на Землю энергию, равную 16,76*1013 кДж, половинакоторой, проходя через атмосферу, достигает поверхности нашей планеты. Частьпоглощаемой атмосферой и гидросферой энергии затрачивается на круговорот воды вприроде или превращается в энергию ветра, волн и океанских течений. Доляэнергии, воспринимаемая верхним слоем литосферы, расходуется на накоплениетеплоты и поверхностной энергии пород, приводящей к их разрушению, вплоть домелкодисперсного состояния (пески, глины), а также на другие процессы.Значительная часть солнечной энергии расходуется в биосфере на фотосинтез исоздание живого вещества.

К энергии,непосредственно не связанной с солнечной радиацией, относят тепловую энергиюземных недр, энергию океанских и морских приливов, тепловую энергию, получаемуюпри сжигании биологических (древесины) и геохимических (торф, уголь, нефть,газ) «аккумуляторов солнечной энергии», электроэнергию, атомную энергию иэнергию некоторых химических процессов (например, широко используемую в горномпроизводстве энергию взрыва).

Еще в недалеком прошломосновными энергетическими источниками, используемыми человеческим обществом,была мускульная сила процессов людей и животных, затем для наиболее трудоемкихпроизводственных процессов и транспорта стала использоваться энергия ветра иводотоков. С начала прошлого столетия основой энергетики становится энергияпара, производство которой было связано с расходованием топливных ресурсов исопровождалось загрязнением атмосферы и земной поверхности.

Значительная роль всовременной энергетике принадлежит также энергии «внутреннего сгорания» жидкоготоплива, превращаемой преимущественно в механическую энергию транспортныхмашин.

Паровая энергия имеетвесьма ограниченное применение и используется в основном в железнодорожномтранспорте.

Производство энергииприводит к расходованию во все возрастающих количествах топливно-энергетическихресурсов (ТЭР) и загрязнению биосферы. При производстве энергии, связном сосжиганием любого вида топлива, происходит “тепловое загрязнение” природнойсреды. Считают, однако, что необратимые последствия теплового загрязнения будутиметь место при стократном по сравнению с современным увеличениемэнергопотребления.

Существуетобразное выражение, что мы живем в эпоху трех «Э»: экономика, энергетика,экология. При этом экология как наука и образ мышления привлекает все более иболее пристальное внимание человечества.

Экологиюрассматривают как науку и учебную дисциплину, которая призвана изучатьвзаимоотношения организмов и среды во всем их разнообразии. При этом под средойпонимается не только мир неживой природы, а и воздействие одних организмов илиих сообществ на другие организмы и сообщества.

Термин«экология» был введен в употребление немецким естествоиспытателем Э. Геккелем в1866 году и в дословном переводе с греческого обозначает науку о доме (ойкос — дом, жилище; логос — учение).

По этойпричине экологию иногда связывают только с учением о среде обитания (доме) илиокружающей среде. Последнее в основе правильно с той, однако, существеннойпоправкой, что среду нельзя рассматривать в отрыве от организмов, как иорганизмы вне их среды обитания. Это составные части единого функциональногоцелого, что и подчеркивается приведенным выше определением экологии как науки овзаимоотношениях организмов и среды.

Такуюдвустороннюю связь важно подчеркнуть в связи с тем, что это основополагающееположение часто не доучитывается: экологию сводят только к влиянию среды наорганизмы. Ошибочность таких положений очевидна, поскольку именно организмысформировали современную среду. Им же принадлежит первостепенная роль внейтрализации тех воздействий на среду, которые происходили и происходят поразличным причинам.

Внастоящее время термин «экология» существенно трансформировался. Она стала большеориентированной на человека в связи с его исключительно масштабным испецифическим влиянием на среду.

Сказанноепозволяет дополнить определение «экологии» и назвать задачи, которые онапризвана решать в настоящее время. Современную экологию можно рассматривать какнауку, занимающуюся изучением взаимоотношений организмов, в том числе ичеловека со средой, определением масштабов и допустимых пределов воздействиячеловеческого общества на среду, возможностей уменьшения этих воздействий илиих полной нейтрализации. В стратегическом плане — это наука о выживаниичеловечества и выходе из экологического кризиса, который приобрел (или приобретает)глобальные масштабы — в пределах всей планеты Земля.

Становитсявсе более ясным, что человек очень мало знает о среде, в которой он живет,особенно о механизмах, которые формируют и сохраняют среду. Раскрытие этихмеханизмов (закономерностей) — одна из важнейших задач современной экологии иэкологического образования. Ясно, что она может решаться лишь при условии изученияне только «дома», но и его обитателей, их образа жизни.

Содержаниетермина «экология», таким образом, приобрело социально-политический,философский аспект. Она стала проникать практически во все отрасли знаний, сней связывается гуманизация естественных и технических наук, она активновнедряется в гуманитарные области знаний. Экология при этом рассматривается нетолько как самостоятельная дисциплина, а как мировоззрение, призванноепронизывать все науки, технологические процессы и сферы деятельности людей.

Признанопоэтому, что экологическая подготовка должна идти, по крайней мере, по двумнаправлениям через изучение специальных интегральных курсов и черезэкологизацию всей научной, производственной и педагогической деятельности.

Ясно,что без основательной общеэкологической подготовки экологизация образования,как и деятельности человека, практически невозможна, а если она и проводится — то либо не достигает цели, либо имеет результат, противоположный ожидаемому,так как базируется на случайных, часто фрагментарных положениях, чтонедопустимо для системной науки, к рангу которой относится «экология».

Наряду сэкологическим образованием существенное внимание уделяется экологическомувоспитанию, с которым связывается бережное отношение к природе, культурномунаследию, социальным благам. Без серьезного общеэкологического образованиярешение этой задачи также весьма проблематично.

Вобобщенном виде «общая экология» изучает наиболее общие закономерностивзаимоотношений организмов и их сообществ со средой в естественных условиях.

«Социальнаяэкология» рассматривает взаимоотношения в системе «общество — природа»,специфическую роль человека в системах различного ранга, отличие этой роли отдругих живых существ, пути оптимизации взаимоотношений человека со средой, теоретическиеосновы рационального природопользования.

С точки зрения основногосодержания предмета «общая экология» есть не что иное, как экология природныхсистем и учение о природной среде, а «социальная и прикладная экология» — экология измененных человеком природных систем и среды, или экологияприродно-антропогенных систем и учение о природно-антропогенной (иногдатехногенной) среде.

2.Проблемы энергетики

Энергетика

— это та отрасль производства,которая развивается невиданно быстрыми темпами. Если численность населения вусловиях современного демографического взрыва удваивается за 40-50 лет, то впроизводстве и потреблении энергии это происходит через каждые 12-15 лет. Притаком соотношении темпов роста населения и энергетики, энерговооруженностьлавинообразно увеличивается не только в суммарном выражении, но и в расчете надушу населения.

Нетоснования ожидать, что темпы производства и потребления энергии в ближайшейперспективе существенно изменятся (некоторое замедление их в промышленноразвитых странах компенсируется ростом энерговооруженности стран третьегомира), поэтому важно получить ответы на следующие вопросы:

·

какоевлияние на биосферу и отдельные ее элементы оказывают основные виды современной(тепловой, водной, атомной) энергетики и как будет изменяться соотношение этихвидов в энергетическом балансе в ближайшей и отдаленной перспективе;

·

можноли уменьшить отрицательное воздействие на среду современных (традиционных)методов получения и использования энергии;

·

каковывозможности производства энергии за счет альтернативных (нетрадиционных)ресурсов, таких как энергия солнца, ветра, термальных вод и других источников,которые относятся к неисчерпаемым и экологически чистым.

Внастоящее время энергетические потребности обеспечиваются в основном за счеттрех видов энергоресурсов: органического топлива, воды и атомного ядра. Энергияводы и атомная энергия используются человеком после превращения ее вэлектрическую энергию. В то же время значительное количество энергии,заключенной в органическом топливе, используется в виде тепловой, и толькочасть ее превращается в электрическую. Однако и в том, и в другом случаевысвобождение энергии из органического топлива связано с его сжиганием, а,следовательно, и с поступлением продуктов горения в окружающую среду.

2.1.Экологические проблемы тепловой энергетики

За счетсжигания топлива (включая дрова и другие биоресурсы) в настоящее времяпроизводится около 90% энергии. Доля тепловых источников уменьшается до 80-85%в производстве электроэнергии. При этом в промышленно развитых странах нефть инефтепродукты используются в основном для обеспечения нужд транспорта.Например, в США (данные на 1995 г.) нефть в общем энергобалансе странысоставляла 44%, а в получении электроэнергии — только 3%. Для угля характернапротивоположная закономерность: при 22% в общем энергобалансе он является основнымв получении электроэнергии — 52%. В Китае доля угля в получении электроэнергииблизка к 75%, в то же время в России преобладающим источником полученияэлектроэнергии является природный газ (около 40%), а на долю угля приходитсятолько 18% получаемой энергии, доля нефти не превышает 10%.

Вмировом масштабе гидроресурсы обеспечивают получение около 5-6% электроэнергии(в России 20,5%), атомная энергетика дает 17-18% электроэнергии. В России еедоля близка к 12%, а в ряде стран она является преобладающей в энергетическомбалансе (Франция — 74%, Бельгия -61%, Швеция — 45%).

Сжиганиетоплива — не только основной источник энергии, но и важнейший поставщик в средузагрязняющих веществ. Тепловые электростанции в наибольшей степени«ответственны» за усиливающийся парниковый эффект и выпадение кислотныхосадков. Они, вместе с транспортом, поставляют в атмосферу основную долютехногенного углерода (в основном в виде СО2), около 50% двуокисисеры, 35% — окислов азота и около 35% пыли. Имеются данные, что тепловыеэлектростанции в 2-4 раза сильнее загрязняют среду радиоактивными веществами,чем АЭС такой же мощности.

Ввыбросах ТЭС содержится значительное количество металлов и их соединений. Припересчете на смертельные дозы в годовых выбросах ТЭС мощностью 1 млн. кВтсодержится алюминия и его соединений свыше 100 млн. доз, железа — 400 млн. доз,магния — 1,5 млн. доз. Летальный эффект этих загрязнителей не проявляетсятолько потому, что они попадают в организмы в незначительных количествах. Это,однако, не исключает их отрицательного влияния через воду, почвы и другиезвенья экосистем.

Влияниеэнергетики на среду и ее обитателей в большей мере зависит от вида используемыхэнергоносителей (топлива). Наиболее чистым топливом является природный газ,далее следует нефть (мазут), каменные угли, бурые угли, сланцы, торф.

Хотя внастоящее время значительная доля электроэнергии производится за счетотносительно чистых видов топлива (газ, нефть), однако закономерной являетсятенденция уменьшения их доли. По имеющимся прогнозам, эти энергоносителипотеряют свое ведущее значение уже в первой четверти XXI столетия. Здесьуместно вспомнить высказывание Д. И. Менделеева о недопустимости использованиянефти как топлива: «нефть не топливо — топить можно и ассигнациями».

Неисключена вероятность существенного увеличения в мировом энергобалансеиспользования угля. По имеющимся расчетам, запасы углей таковы, что они могутобеспечивать мировые потребности в энергии в течение 200-300 лет. Возможнаядобыча углей, с учетом разведанных и прогнозных запасов, оценивается более чемв 7 триллионов тонн. При этом более 1/3 мировых запасов углей находится натерритории России. Поэтому закономерно ожидать увеличения доли углей илипродуктов их переработки (например, газа) в получении энергии, а,следовательно, и в загрязнении среды. Угли содержат от 0,2 до десятковпроцентов серы, в основном, в виде пирита, сульфата, закисного железа и гипса.Имеющиеся способы улавливания серы при сжигании топлива далеко не всегдаиспользуются из-за сложности и дороговизны. Поэтому значительное количество еепоступает и, по-видимому, будет поступать в ближайшей перспективе в окружающуюсреду. Серьезные экологические проблемы связаны с твердыми отходами ТЭС — золойи шлаками. Хотя зола в основной массе улавливается различными фильтрами, все жев атмосферу в виде выбросов ТЭС ежегодно поступает около 250 млн. тоннмелкодисперсных аэрозолей. Последние способны заметно изменять баланс солнечнойрадиации у земной поверхности. Они же являются ядрами конденсации для паровводы и формирования осадков; а, попадая в органы дыхания человека и другихорганизмов, вызывают различные респираторные заболевания.

ВыбросыТЭС являются существенным источником такого сильного канцерогенного вещества,как бензопирен. С его действием связано увеличение онкологических заболеваний.В выбросах угольных ТЭС содержатся также окислы кремния и алюминия. Этиабразивные материалы способны разрушать легочную ткань и вызывать такоезаболевание, как силикоз, которым раньше болели шахтеры. Сейчас случаизаболевания силикозом регистрируются у детей, проживающих вблизи угольных ТЭС.

Серьезнуюпроблему вблизи ТЭС представляет складирование золы. Для этого требуютсязначительные территории, которые долгое время не используются, а также являютсяочагами накопления тяжелых металлов и повышенной радиоактивности.

Имеютсяданные, что если бы вся сегодняшняя энергетика базировалась на угле, то выбросы

CO составляли бы20 млрд. тонн в год (сейчас они близки к 6 млрд. тонн в год). Это тот предел,за которым прогнозируются такие изменения климата, которые обусловяткатастрофические последствия для биосферы.

ТЭС — существенный источник подогретых вод, которые используются здесь какохлаждающий агент. Эти воды нередко попадают в реки и другие водоемы,обусловливая их тепловое загрязнение и сопутствующие ему цепные природныереакции (размножение водорослей, потерю кислорода, гибель гидробионтов,превращение типично водных экосистем в болотные и т. п.).

2.2. Экологические проблемыгидроэнергетики

Одно из важнейшихвоздействий гидроэнергетики связано с отчуждением значительных площадейплодородных (пойменных) земель под водохранилища. В России, где за счетиспользования гидроресурсов производится не более 20% электрической энергии,при строительстве ГЭС затоплено не менее 6 млн. га земель. На их местеуничтожены естественные экосистемы.

Значительныеплощади земель вблизи водохранилищ испытывают подтопление в результатеповышения уровня грунтовых вод. Эти земли, как правило, переходят в категориюзаболоченных. В равнинных условиях подтопленные земли могут составлять 10% иболее от затопленных. Уничтожение земель и свойственных им экосистем происходиттакже в результате их разрушения водой (абразии) при формировании береговойлинии. Абразионные процессы обычно продолжаются десятилетиями, имеют следствиемпереработку больших масс почвогрунтов, загрязнение вод, заиление водохранилищ.Таким образом, со строительством водохранилищ связано резкое нарушениегидрологического режима рек, свойственных им экосистем и видового составагидробионтов. Так, Волга практически на всем протяжении (от истоков доВолгограда) превращена в непрерывную систему водохранилищ.

Ухудшениекачества воды в водохранилищах происходит по различным причинам. В них резкоувеличивается количество органических веществ как за счет ушедших под водуэкосистем (древесина, другие растительные остатки, гумус почв и т. п.), так ивследствие их накопления в результате замедленного водообмена. Это своего родаотстойники и аккумуляторы веществ, поступающих с водосборов.

Вводохранилищах резко усиливается прогревание вод, что интенсифицирует потерюими кислорода и другие процессы, обусловливаемые тепловым загрязнением.Последнее, совместно с накоплением биогенных веществ, создает условия длязарастания водоемов и интенсивного развития водорослей, в том числе и ядовитыхсине-зеленых (цианей). По этим причинам, а также вследствие медленнойобновляемости вод резко снижается их способность к самоочищению. Ухудшениекачества воды ведет к гибели многих ее обитателей. Возрастает заболеваемостьрыбного стада, особенно поражение гельминтами. Снижаются вкусовые качестваобитателей водной среды.

Нарушаютсяпути миграции рыб, идет разрушение кормовых угодий, нерестилищ и т. п. Волга вомногом потеряла свое значение как нерестилище для осетровых Каспия послестроительства на ней каскада ГЭС.

Вконечном счете, перекрытые водохранилищами речные системы из транзитныхпревращаются в транзитноаккумулятивные. Кроме биогенных веществ, здесьаккумулируются тяжелые металлы, радиоактивные элементы и многие ядохимикаты сдлительным периодом жизни. Продукты аккумуляции делают проблематичнымвозможность использования территорий, занимаемых водохранилищами, после ихликвидации. Имеются данные, что в результате заиления равнинные водохранилища теряютсвою ценность как энергетические объекты через 50-100 лет после ихстроительства. Например, подсчитано, что большая Асуанская плотина, построеннаяна Ниле в 60-е годы, будет наполовину заилена уже к 2025 году. Несмотря наотносительную дешевизну энергии, получаемой за счет гидроресурсов, доля их вэнергетическом балансе постепенно уменьшается. Это связано как с исчерпаниемнаиболее дешевых ресурсов, так и с большой территориальной емкостью равнинныхводохранилищ. Считается, что в перспективе мировое производство энергии на ГЭСне будет превышать 5% от общей.

Водохранилищаоказывают заметное влияние на атмосферные процессы. Например, в засушливыхрайонах испарение с поверхности водохранилищ превышает испарение с равновеликойповерхности суши в десятки раз. Только с каскада Волжско-Камских водохранилищежегодно испаряется около 6 км3. Это примерно 2-3 годовые нормыпотребления воды Москвой. С повышенным испарением связано понижение температурывоздуха, увеличение туманных явлений. Различие тепловых балансов водохранилищ иприлегающей суши обусловливает формирование местных ветров типа бризов. Эти, атакже другие явления имеют следствием смену экосистем (не всегдаположительную), изменение погоды. В ряде случаев в зоне водохранилищ приходитсяменять направление сельского хозяйства. Например, в южных районах нашей странынекоторые теплолюбивые культуры (бахчевые) не успевают вызревать, повышаетсязаболеваемость растений, ухудшается качество продукции.

Издержкигидростроительства для среды заметно меньше в горных районах, где водохранилищаобычно невелики по площади. Однако в сейсмоопасных горных районах водохранилищамогут провоцировать землетрясения. Увеличивается вероятность оползневых явленийи вероятность катастроф в результате возможного разрушения плотин. Так, в 1960г. в Индии (штат Гунжарат) в результате прорыва плотины вода унесла 15 тысячжизней людей.

2.3. Экологические проблемы ядернойэнергетики

Ядернаяэнергетика до недавнего времени рассматривалась как наиболее перспективная. Этосвязано как с относительно большими запасами ядерного топлива, так и со щадящимвоздействием на среду. К преимуществам относится также возможностьстроительства АЭС, не привязываясь к месторождениям ресурсов, поскольку ихтранспортировка не требует существенных затрат в связи с малыми объемами.Достаточно отметить, что 0,5 кг ядерного топлива позволяет получать столько жеэнергии, сколько сжигание 1000 тонн каменного угля.

До середины 80-х годовчеловечество в ядерной энергетике видело один из выходов из энергетического тупика.Только за 20 лет (с середины 60-х досередины 80-х годов) мировая доля энергетики, получаемой на АЭС, возрослапрактически с нулевых значений до 15-17%, а в ряде стран она сталапревалирующей. Ни один другой вид энергетики не имел таких темпов роста. Донедавнего времени основные экологические проблемы АЭС связывались сзахоронением отработанного топлива, а также с ликвидацией самих АЭС послеокончания допустимых сроков эксплуатации. Имеются данные, что стоимость такихликвидационных работ составляет от 1/6 до 1/3 от стоимости самих АЭС.

Принормальной работе АЭС выбросы радиоактивных элементов в среду крайненезначительны. В среднем они в 2-4 раза меньше, чем от ТЭС одинаковой мощности.

В целомможно назвать следующие воздействия АЭС на среду:

·

разрушениеэкосистем и их элементов (почв, грунтов, водоносных структур и т. п.) в местахдобычи руд;

·

изъятиеземель под строительство самих АЭС. Особенно значительные территорииотчуждаются под строительство сооружений для подачи, отвода и охлажденияподогретых вод. Для электростанции мощностью 1000 МВт требуется пруд-охладительплощадью около 800-900га. Пруды могут заменяться гигантскими градирнями сдиаметром у основания 100-120м и высотой, равной 40-этажному зданию;

·

изъятиезначительных объемов вод из различных источников и сброс подогретых вод. Еслиэти воды попадают в реки и другие источники, в них наблюдается потерякислорода, увеличивается вероятность цветения, возрастают явления тепловогостресса у гидробионтов;

·

неисключено радиоактивное загрязнение атмосферы, вод и почв в процессе добычи итранспортировки сырья, а также при работе АЭС, складировании и переработкеотходов, их захоронениях.

2.4. Некоторые пути решения проблем современнойэнергетики

Несомненно,что в ближайшей перспективе тепловая энергетика будет оставаться преобладающейв энергетическом балансе мира и отдельных стран. Велика вероятность увеличениядоли углей и других видов менее чистого топлива в получении энергии. В этойсвязи рассмотрим некоторые пути и способы их использования, позволяющиесущественно уменьшать отрицательное воздействие на среду. Эти способыбазируются в основном на совершенствовании технологий подготовки топлива иулавливания вредных отходов. В их числе можно назвать следующие:

·

использованиеи совершенствование очистных устройств. В настоящее время на многих ТЭСулавливаются в основном твердые выбросы с помощью различного вида фильтров.Наиболее агрессивный загрязнитель — сернистый ангидрид на многих ТЭС неулавливается или улавливается в ограниченном количестве. В то же время имеютсяТЭС (США, Япония), на которых производится практически полная очистка отданного загрязнителя, а также от окислов азота и других вредных полютантов. Дляэтого используются специальные десульфурационные (для улавливания диоксида итриоксида серы) и денитрификационные (для улавливания окислов азота) установки.Наиболее широко улавливание окислов серы и азота осуществляется посредствомпропускания дымовых газов через раствор аммиака. Конечными продуктами такогопроцесса являются аммиачная селитра, используемая как минеральное удобрение,или раствор сульфита натрия (сырье для химической промышленности). Такимиустановками улавливается до 96% окислов серы и более 80% оксидов азота.Существуют и другие методы очистки от названных газов;

·

уменьшениепоступления соединений серы в атмосферу посредством предварительногообессеривания (десульфурации) углей и других видов топлива (нефть, газ, горючиесланцы) химическими или физическими методами. Этими методами удается извлечь изтоплива от 50 до 70% серы до момента его сжигания;

·

большиеи реальные возможности уменьшения или стабилизации поступления загрязнений всреду связаны с экономией электроэнергии. Особенно велики такие возможности дляРоссии за счет снижения энергоемкости получаемых изделий. Например, в США наединицу получаемой продукции расходовалось в среднем в 2 раза меньше энергии,чем в бывшем СССР. В Японии такой расход был меньшим в три раза. Не менеереальна экономия энергии за счет уменьшения металлоемкости продукции, повышенияее качества и увеличения продолжительности жизни изделий. Перспективноэнергосбережение за счет перехода на наукоемкие технологии, связанные сиспользованием компьютерных и других устройств;

·

неменее значимы возможности экономии энергии в быту и на производстве за счетсовершенствования изоляционных свойств зданий. Реальную экономию энергии даетзамена ламп накаливания с КПД около 5% флуоресцентными, КПД которых в несколькораз выше;

Крайнерасточительно использование электрической энергии для получения тепла. Важно иметьв виду, что получение электрической энергии на ТЭС связано с потерей примерно60-65% тепловой энергии, а на АЭС — не менее 70% энергии. Энергия теряетсятакже при передаче ее по проводам на расстояние. Поэтому прямое сжиганиетоплива для получения тепла, особенно газа, намного рациональнее, чем черезпревращение его в электричество, а затем вновь в тепло.

·

заметноповышается также КПД топлива при его использовании вместо ТЭС на ТЭЦ. Впоследнем случае объекты получения энергии приближаются к местам ее потребленияи тем самым уменьшаются потери, связанные с передачей на расстояние. Наряду сэлектроэнергией на ТЭЦ используется тепло, которое улавливается охлаждающимиагентами. При этом заметно сокращается вероятность теплового загрязнения воднойсреды. Наиболее экономично получение энергии на небольших установках типа ТЭЦ(иогенирование) непосредственно в зданиях. В этом случае потери тепловой иэлектрической энергии снижаются до минимума. Такие способы в отдельных странахнаходят все большее применение.

3. Заключение

Взаключение можно сделать вывод, что современный уровень знаний, а такжеимеющиеся и находящиеся в стадии разработок технологии дают основание дляоптимистических прогнозов: человечеству не грозит тупиковая ситуация ни вотношении исчерпания энергетических ресурсов, ни в плане порождаемыхэнергетикой экологических проблем. Есть реальные возможности для перехода наальтернативные источники энергии (неисчерпаемые и экологически чистые). С этихпозиций современные методы получения энергии можно рассматривать как своегорода переходные. Вопрос заключается в том, какова продолжительность этогопереходного периода и какие имеются возможности для его сокращения.

Список использованной литературы:

1. Охрана окружающей среды: Учебникдля горных и геологических спец. вузов/С. А. Брылов, Л. Г. Грабчак, В. И.Комащенко и др.; Под ред. С. А. Брылова и К. Штродки. – М.: Высш. шк., 1985.

2. Е. К. Федоров Экологическийкризис и социальный прогресс. — Л.: Гидрометеоиздат, 1977.

3.Банников А. Г., Рустамов А. К., Вакулин А. А. Охрана природы: Учеб. для с.-х.учеб. заведений. — М.: Агропромиздат, 1995.

4.Воронков Н. А. Экология общая, социальная, прикладная: Учебник для студентоввысших учебных заведений. Пособие для учителей. — М.: Агар, 1999.

5.Корнеева А. И. Общество и окружающая среда. — М.: Мысль, 1995.

www.ronl.ru

Энергетика и охрана окружающей среды.

Слайд 1

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛА: ПОПОВИЧ ЕЛЕНА Энергетика и охрана окружающей среды

Слайд 2

План Основные концепции надежности и экологической безопасности объектов энергетики. Влияние водохранилищ и гидроэлектростанций на природную среду. Атомные электростанции и экологические проблемы, возникающие при их эксплуатации. Список литературы.

Слайд 3

Основные концепции надежности и экологической безопасности объектов энергетики. Анализ перспектив развития мировой энергетики свидетельствует о заметном смещении приоритетных проблем в сторону всесторонней оценки возможных последствий влияния основных отраслей энергетики на окружающую среду, жизнь и здоровье населения. Энергетические объекты (топливно-энергетический комплекс вообще и объекты энергетики в частности) по степени влияния на окружающую среду принадлежат к числу наиболее интенсивно воздействующих на биосферу. Увеличение напоров и объемов водохранилищ гидроузлов, продолжение использования традиционных видов топлива (уголь, нефть, газ), строительство АЭС и других предприятий ядерного топливного цикла (ЯТЦ) выдвигают ряд принципиально важных задач глобального характера по оценке влияния энергетики на биосферу Земли. Если в предыдущие периоды выбор способов получения электрической и тепловой энергии, путей комплексного решения проблем энергетики, водного хозяйства, транспорта и др. и назначение основных параметров объектов (тип и мощность станции, объем водохранилища и др.) проводились в первую очередь на основе минимизации экономических затрат, то в настоящее время на первый план все более выдвигаются вопросы оценки возможных последствий возведения и эксплуатации объектов энергетики .

Слайд 4

Это, прежде всего, относится к ядерной энергетике (АЭС и другие предприятия ЯТЦ), крупным гидроузлам, энергокомплексам, предприятиям, связанным с добычей и транспортом нефти и газа и т.п. Тенденции и темпы развития энергетики сейчас в значительной степени определяются уровнем надежности и безопасности (в том числе экологической) электростанций разного типа. К этим аспектам развития энергетики привлечено внимание специалистов и широкой общественности, вкладываются значительные материальные и интеллектуальные ресурсы, однако сама концепция надежности и безопасности потенциально опасных инженерных объектов остается во многом мало разработанной.

Слайд 5

Одно из важнейших направлений решения проблемы – принятие комплекса технических и организационных решений на основе концепций теории риска. Объекты энергетики, как и многие предприятия других отраслей промышленности, представляют источники неизбежного, потенциального, до настоящего времени практически количественно не учитываемого риска для населения и окружающей среды. Под надежностью объекта понимается его способность выполнять свои функции (в данном случае – выработка электро- и тепловой энергии) в заданных условиях эксплуатации в течение срока службы. Или наиболее подробно: свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующие способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения.

Слайд 6

Отрицательные последствия воздействия энергетики на окружающую среду следует ограничивать некоторым минимальным уровнем, например, социально-приемлемым допустимым уровнем. Должны работать экономические механизмы, реализующие компромисс между качеством среды обитания и социально-экономическими условиями жизни населения. Социально-приемлемый риск зависит от многих факторов, в частности, от особенностей объекта энергетики.

Слайд 7

Постановка задачи оценки возможных последствий для окружающей среды при создании объектов ядерной энергетики. Здесь под экологической безопасностью понимается концепция, согласно которой при проектировании, строительстве, эксплуатации и снятии с эксплуатации АЭС, а также других объектов ЯТЦ предусматривается и обеспечивается сохранение региональных экосистем. При этом допускается некоторый экологический ущерб, риск которого не превосходит определенного (нормируемого) уровня. Этот риск минимален в период штатной эксплуатации АЭС, возрастает при возведении объекта и снятии его с эксплуатации и, особенно – в аварийных ситуациях. Необходимо учитывать влияние на окружающую среду всех основных факторов техногенного воздействия: радиационного, химического теплового (с учетом их возможного нелинейного взаимодействия). Следует иметь в виду и различные масштабы возможных последствий: локальный (тепловое пятно сброса подогретых вод в водоемы и водотоки), региональный (выброс радионуклидов), глобальный (рассеяние долгоживущих радионуклидов по биосферным каналам). Если же создается крупное водохранилище-охладитель, то, как в случае гидроэнергетического объекта, должна ставиться задача об экологически безопасном функционировании сложной ПТС (с учетом отмеченной специфики АЭС).

Слайд 8

Отходы углеобогатительных фабрик содержат 55-60% SiO², 22-26% Al²O³, 5-12% Fe²O³, 0,5-1% CaO, 4-4,5% K²O и Na²O и до 5% С. Они поступают в отвалы, которые пылят, «дымят» и резко ухудшают состояние атмосферы и прилегающих территорий. Сейчас наша техногенная цивилизация сформировала мощный поток восстановительных газов, в первую очередь вследствие сжигания ископаемого топлива в целях получения энергии. За 20 лет, с 1970 по 1990 год в мире было сожжено 450 млрд. баррелей нефти, 90 млрд. т угля, 11 трлн.куб.м газа. Основную часть выброса занимает углекислый газ – порядка 1 млн.т в пересчете на углерод 1 Мт. Со сточными водами тепловой электростанции ежегодно удаляется 66 т органики, 82 т серной кислоты, 26 т хлоридов, 41 т фосфатов и почти 500 т взвешенных частиц. Зола электростанций часто содержит повышенные концентрации тяжелых, редко земельных и радиоактивных веществ. Для электростанции работающей на угле требуется 3,6 млн.т угля, 150 куб.м воды и около 30 млрд. куб.м воздуха ежегодно. В приведенных цифрах не учтены нарушения окружающей среды, связанные с добычей и транспортировкой угля.

Слайд 9

Загрязнение и отходы энергетических объектов в виде газовой, жидкой и твердой фазы распределяются на два потока: один вызывает глобальные изменения, а другой – региональные и локальные. Так же обстоит дело и в других отраслях хозяйства, но все же энергетика и сжигание ископаемого топлива остаются источником основных глобальных загрязнителей. Они поступают в атмосферу, и за счет их накопления изменяется концентрация малых газовых составляющих атмосферы, в том числе парниковых газов. В атмосфере появились газы, которые ранее в ней практически отсутствовали – хлорфторуглероды. Это глобальные загрязнители имеющие высокий парниковый эффект и в то же время участвующие в разрушении озонового экрана стратосферы.

Слайд 10

Влияние водохранилищ и гидроэлектростанций на природную среду. Из-за большой площади зеркал водохранилищ наиболее крупных ГЭС России (Саяно-Шушенская, Красноярская, Усть-Илимская) ущерб наносимый природе значителен. Наиболее значимым фактором воздействия крупных гидроэлектростанций на экосистему водосброса является создание водохранилищ и затопление земель. Это вызывает изменение видового состава, численности биомассы растений, животных, формирование новых биоценозов. Эффективным способом уменьшения затопления территорий является увеличение количества ГЭС в каскаде с уменьшением на каждой ступени напора и, следовательно, зеркала водохранилищ. Несмотря на снижение энергетических показателей и уменьшение регулирующих возможностей возрастания стоимости, низко напорные гидроузлы, обеспечивающие минимальные затопления земель, лежат в основе всех современных разработок.

Слайд 11

Еще одна экологическая проблема гидроэнергетики связана с оценкой качества водной среды. Имеющее место загрязнение воды вызвано не технологическими процессами производства электроэнергии на ГЭС (объемы загрязнений, поступающие со сточными водами ГЭС, составляют ничтожно малую долю в общей массе загрязнений хозяйственного комплекса), а низкое качество санитарно-технических работ при создании водохранилищ и сброс неочищенных стоков в водные объекты. В водохранилищах задерживается большая часть питательных веществ, приносимых реками. В теплую погоду водоросли способны массами размножаться в поверхностных слоях обогащенного питательными веществами, или эвтрофного, водохранилища. В ходе фотосинтеза водоросли потребляют питательные вещества из водохранилища и производят большое количество кислорода. Отмершие водоросли придают воде неприятный запах и вкус, покрывают толстым слоем дно и препятствуют отдыху людей на берегах водохранилищ. Массовое размножение, "цветение" водорослей в неглубоких заболоченных водохранилищах стран СНГ делает их воду непригодной ни для промышленного использования, ни для хозяйственных нужд.

Слайд 12

Самый известный пример масштабного затопления леса - плотина Брокопондо в Суринаме (Ю. Америка), затопившая 1500 кв. км тропического леса - 1% территории страны. Разложение органического вещества в этом мелководном бассейне лишило его воду кислорода и вызвало мощное выделение сероводорода, зловонного газа, способствующего коррозии. Работники дамбы еще 2 года спустя после заполнения водохранилища в 1964 году носили маски. А стоимость ущерба, нанесенного турбин закисленной водой, составила более 7 процентов общей стоимости проекта.

Слайд 13

В то же время опят эксплуатации водохранилищ показал, что вследствие увеличения времени пребывания воды в водоеме общий эффект самоочищения в них в большинстве случаев выше, чем в реках. Водохранилища существенно сглаживают амплитуду колебания показателей качества воды. Резко снижают их пиковые значения. Если вопрос о положительном или отрицательном влиянии водохранилищ на качество воды до сих пор остается спорным, то негативное влияние неочищенных стоков, бесспорно. Большие объемы воды и высокий эффект самоочищения в водохранилищах побуждают к строительству предприятий без должной очистки стоков, что превращает водохранилища в огромные отстойники сточных вод. Кроме загрязнения объективным показателем качества является состояние обитающих в воде живых организмов. Наиболее тесно связаны с водными массами планктонные организмы. При транзите через зарегулированный поток с каскадами водохранилищ планктонные сообщества (ценозы) претерпевают сложные изменения, обусловленные поочередным попаданием планктонных организмов то в озерные условия (верхний бьеф), то в речные (нижний бьеф). В условиях верхнего бьефа формируется планктобиоценоз озерного типа, а в условиях нижнего – речного. Эти плактоценозы отличаются объемами продуцируемого органического вещества, плотностью и биомассой организмов, видовым составом и другими показателями. Как правило, организмы сообществ озерного типа не приспособлены к жизни в реке. В речных условиях течение даже средней силы оказывает губительное влияние на озерные виды организмов. На структуру и динамику планктона влияют и сами гидротехнические сооружения, т.к. при преодолении гидроагрегатов планктон подвергается разрушению.

Слайд 14

И все же, рассматривая воздействие ГЭС на окружающую среду, следует отметить жизнесберегающую функцию ГЭС. Так выработка каждого млрд.кВт*ч электроэнергии на ГЭС вместо ТЭС приводит к уменьшению смертности населения на 100-226 чел/год .

Слайд 15

Атомные электростанции и экологические проблемы, возникающие при их эксплуатации Опасность ядерной энергетики лежит не только в сфере аварий и катастроф. Даже без них около 250 радиоактивных изотопов попадают в окружающую среду в результате работы ядерных реакторов. Эти радиоактивные частицы вместе с водой, пылью, пищей и воздухом попадают в организмы людей, животных, вызывая раковые заболевания, дефекты при рождении, снижение уровня иммунной системы и увеличивают общую заболеваемость населения, проживающего вокруг ядерных установок. Департамент общественного здравоохранения штата Массачусетс с 1990 года установил, что у людей, живущих и работающих в двадцатимильной зоне АЭС «Пилигрим», около города Плимут, в 4 раза выше заболеваемость лейкемией, чем ожидалось. Статистически заметное увеличение случаев заболеваний лейкемией и раком обнаружено в окрестностях АЭС «Троян» в городе Портленд, штат Орегон. Заболеваемость лейкемией детей в поселке около британского ядерного центра в Селлафилде в 10 раз выше, чем в среднем по стране, и, несомненно, связана с его работой. Это стало известно в 1990 году, а недавно официально подтверждено Британским комитетом по радиологии .

Слайд 16

Даже когда АЭС работает нормально, она обязательно выбрасывает изрядное количество радиоактивных изотопов инертных газов. Также как радиоактивный йод концентрируется в щитовидной железе, вызывая ее поражение, радиоизотопы инертных газов, в 70-е годы считавшиеся абсолютно безвредными для всего живого, накапливаются в некоторых клеточных структурах растений хлоропластах, митохондриях и клеточных мембранах. После установления этого факта, остается слово «инертные» всегда употреблять в кавычках, поскольку, конечно же, они оказывают серьезное влияние на процессы жизнедеятельности растений. Радиоизотопы «инертных» газов вызывают и такой феномен как столбы ионизированного воздуха (свечки) над АЭС. Эти образования могут наблюдаться с помощью обыкновенных радиолокаторов на расстоянии в сотни километров от любой АЭС. Кто сможет утверждать, что все это никак не сказывается на состоянии и качестве окружающей среды, на миграционных путях птиц и летучих мышей, на поведении насекомых?

Слайд 17

Но главная опасность от работающих АЭС - загрязнение биосферы плутонием. На Земле было не более 50 кг этого сверхтоксичного элемента до начала его производства человеком в 1941 году. Сейчас глобальное загрязнение плутонием принимает катастрофические размеры: атомные реакторы мира произвели уже много сотен тонн плутония – количество более чем достаточное для смертельного отравления всех живущих на планете людей. Плутоний крайне летуч: стоит пронести образец через комнату, как допустимое содержание плутония в воздухе будет превышено. У него низкая температура плавления – всего 640 градусов по Цельсию. Он способен к самовозгоранию при наличии кислорода. Обычно, когда говорят о радиационном загрязнении, имеют в виду гамма-излучение, легко улавливаемое счетчиками Гейгера и дозиметрами на их основе. В то же время есть немало бета-излучателей (углерод-14, криптон-85, стронций-90, йод-129 и 130). Существующими массовыми приборами они измеряются недостаточно надежно. Еще труднее быстро и достоверно определять содержание плутония, поэтому если дозиметр не щелкает, это еще не означает радиационной безопасности, это говорит лишь о том, что нет опасного уровня гамма-радиации .

Слайд 18

Наконец, важнейшей причиной экологической опасности ядерной энергетики и ядерной промышленности в целом является проблема радиоактивных отходов, которая так и остается нерешенной. На 424 гражданских ядерных энергетических реакторах, работающих во всем мире, ежегодно образуется большое количество низко-, средне- и высокорадиоактивных отходов. К этой проблеме отходов прямо примыкает проблема вывода выработавших свой ресурс реакторов. Радиоактивное загрязнение сопровождает все звенья сложного хозяйства ядерной энергетики: добычу и переработку урана, работу АЭС, хранение и регенерацию топлива. Это делает атомную энергетику экологически безнадежно грязной. С каждым десятилетием открываются все новые опасности, связанные с работой АЭС. Есть все основания считать, что и далее будут выявляться новые данные об опасностях, исходящих от АЭС.

Слайд 19

Список литературы «Надежность и экологическая безопасность гидроэнергетических установок» Львов Л.В.; Федоров М.П.; Шульман С.Г. Санкт-Петербург 1999г. «Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении» Лозановская И.Н.; Орлов Д.С.; Садовникова Л.К. Москва 1998г. «Экологические проблемы. Что происходит, кто виноват и что делать?» под редакцией Данилова-Данильяна В.И. Москва 1997г. Статья «Ядерная мифология конца 20 века» А.В.Яблоков «Новый мир» 1995г.

nsportal.ru

Смотрите также

..:::Новинки:::..

Windows Commander 5.11 Свежая версия.

Новая версия
IrfanView 3.75 (рус)

Обновление текстового редактора TextEd, уже 1.75a

System mechanic 3.7f
Новая версия

Обновление плагинов для WC, смотрим :-)

Весь Winamp
Посетите новый сайт.

WinRaR 3.00
Релиз уже здесь

PowerDesk 4.0 free
Просто - напросто сильный upgrade проводника.

..:::Счетчики:::..