Электроэнергетика и экология - OXFORDST.RU

Электроэнергетика и экология

Экологические проблемы электроэнергетики в условиях реализации концепции устойчивого развития

Рубрика: Экономика и управление

Дата публикации: 04.10.2013 2013-10-04

Статья просмотрена: 14634 раза

Библиографическое описание:

Коварда, В. В. Экологические проблемы электроэнергетики в условиях реализации концепции устойчивого развития / В. В. Коварда, А. И. Левков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2013. — № 10 (57). — С. 317-319. — URL: https://moluch.ru/archive/57/7951/ (дата обращения: 17.09.2021).

В статье приведена классификация природоохранных мероприятий в электроэнергетике. Рассмотрена динамика производства электроэнергии и объем инвестиций в основной капитал, направленный на охрану окружающей среды, в 2000-х гг.

Ключевые слова: экология, электроэнергетика, устойчивое развитие, природоохранные мероприятия.

В настоящее время особую актуальность приобрела система трех «Э»: экономика, энергетика, экология. Ее развитие связано с распространением положений концепции устойчивого развития с основополагающей системой «человек-природа-общество». При этом экология как наука и образ мышления привлекает все более и более пристальное внимание человечества.

Термин «экология» сейчас существенно трансформировался. Экология стала больше ориентированной на человека в связи с его исключительно масштабным и специфическим влиянием на окружающую среду.

Экономический рост 20–21 столетий неразрывно связан с прогрессом в электроэнергетики как базовой отрасли любой социально-экономической системы. При этом стремительное развитие энергетики сопровождалось все возрастающим негативным антропогенным влиянием на окружающую среду.

Экологическая характеристика основных объектов электроэнергетики, на базе которых может осуществляться ее развитие, свидетельствует о том, что все они оказывают то или иное отрицательное воздействие на окружающую среду. Практически нет объектов, которые совсем не влияют на природу.

Наибольшее число отрицательных воздействий связано с развитием и эксплуатацией теплоэлектростанций (ТЭС).

Тепловые электростанции, сжигающие органические виды топлива, неблагоприятно влияют практически на все сферы окружающей среды и подвергают природу практически всем видам воздействий, включая выбросы радиоактивных веществ в составе летучей золы дымовых газов, которые, по оценкам ряда специалистов, превышают объем радиационных выбросов АЭС при их нормальной эксплуатации. Радиоактивные вещества, содержащиеся в первичном топливе, выносятся за пределы ТЭС с твердыми частицами (золой) и рассеиваются с дымовыми газами на большой площади.

Отрицательное воздействие ТЭС усугубляется тем, что их работа должна обеспечиваться постоянной добычей топлива (топливная база), сопровождаемой дополнительными отрицательными воздействиями на окружающую среду: загрязнением воздушного бассейна, воды и земли; расходом земельных и водных ресурсов, истощением невозобновляемых запасов топлива (природных ископаемых ресурсов).

Загрязнение природной среды происходит также при транспортировании топлива как в виде его прямых потерь, так и в результате расхода энергоресурсов на его перевозку.

На втором месте по качественной оценке воздействия на окружающую среду находятся атомные электростанции с их топливной базой.

Наименьшее количество воздействий среди традиционных источников электроэнергии оказывают гидроэлектростанции. Это дает основание считать их наиболее экологически чистыми источниками электроэнергии из числа традиционных. При этом ряд сред (воздух, земля) вообще не загрязняется при работе гидроэлектростанций.

Большое преимущество ГЭС заключается также в том, что их воздействие ограничивается локальными зонами водохранилищ и что они используют только возобновляемую энергию водотока, не нуждаются в топливных базах и транспортировании топлива и не расходуют невозобновляемых полезных ископаемых.

Среди неблагоприятных воздействий ГЭС главным является затопление обширных территорий, которое и определяет «экологическое лицо» ГЭС.

Число отрицательных воздействий на окружающую среду нетрадиционных источников электроэнергии, как правило, невелико, за исключением геотермальных электростанций.

При этом, увеличение мощности и выработки электроэнергии традиционными средствами, необходимое для обеспечения прироста потребительского спроса на электроэнергию, создает предпосылки для усиления отрицательного воздействия электроэнергетики на окружающую среду. Дополнительные воздействия выражаются в изъятии земельных и водных ресурсов, загрязнении земель, вод и атмосферного воздуха.

В связи с этим одной из важнейших проблем экологической оптимизации развития электроэнергетики является всемерное сокращение этих воздействий с использованием различных природоохранных мероприятий.

Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников, по видам экономической деятельности, связанных с электроэнергетикой [1] (миллионов тонн)

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ — всего

добыча топливно-энергетических полезных ископаемых

производство кокса и нефтепродуктов

производство и распределение электроэнергии, газа и воды

Несмотря на то, что согласно официальным данным статистических органов объем негативного воздействия на природу значительно не изменяется, а порой и снижается (табл. 1), развитие инфраструктуры экологоориентированных объектов энергетического хозяйства является не столько желательным, сколько необходимым условием дальнейшего совершенствования электроэнергетики (и всех сопутствующих отраслей) и нормальной жизнедеятельности человечества в будущем.

Это становится особенно актуальным в условиях перманентного роста производства отраслей энергетики (табл. 2).

Объем отгруженных товаров собственного производства, выполненных работ и услуг собственными силами, по видам экономической деятельности (в фактически действовавших ценах), млрд. руб. [1]

2005

2008

2009

2010

2011

Добыча полезных ископаемых

добыча топливно-энергетических полезных ископаемых

производство кокса и нефтепродуктов

Производство и распределение электроэнергии, газа и воды

производство, передача и распределение электроэнергии, газа, пара и горячей воды

сбор, очистка и распределение воды

В сложившейся ситуации, когда ответная реакция природы имеет тенденцию к возрастанию [2–4], руководство России ужесточает «экологическое законодательство» и увеличивает расходы на охрану окружающей среды (табл. 3).

Инвестиции в основной капитал, направленные на охрану окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов млн. руб. (до 2000 г. — млрд. руб.; в фактически действовавших ценах) [1]

2000

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

Инвестиции в основной капитал — всего

на охрану и рациональное использование водных ресурсов

на охрану атмосферного воздуха

на охрану и рациональное использование земель

на другие мероприятия

Среди природоохранных мероприятий в электроэнергетике могут быть выделены две принципиально различные группы. К первой из них относятся технические мероприятия, осуществляемые на объектах электроэнергетики и способствующие сокращению на них вредных выбросов и сбросов, снижению концентрации вредных веществ, а также ресурсосбережение, утилизация отходов производства и т. д. Ко второй группе природоохранных мероприятий могут быть отнесены такие, которые обеспечивают снижение отрицательного воздействия на окружающую среду за счет оптимизации топливно-энергетического баланса электроэнергетики, оптимизации структуры и размещения электростанций.

Возможности первой группы природоохранных мероприятий определяются техническим прогрессом в энергомашиностроении, качеством разработки проектных решений по объектам электроэнергетики, полнотой учета при проектировании требований охраны окружающей среды, экономической и социальной приемлемостью предлагаемых решений.

Мероприятия второй группы исследуются и применяются с учетом того, что на объектах в полной мере реализуются мероприятия первой группы, т. е. мероприятия второй группы не заменяют, а дополняют комплекс мероприятий первой группы. Возможности второй группы природоохранных мероприятий в структурной оптимизации определяются качественными и количественными характеристиками топливно-энергетических ресурсов рассматриваемого региона, набором альтернативных источников, которые могут быть использованы для покрытия прироста электропотребления (ГЭС, АЭС, ГРЭС и т. д.), их размещением, экологическими и экономическими характеристиками.

На условия оптимизации развития и размещения объектов электроэнергетики существенное влияние может оказать состояние окружающей среды в районе, включая наличие земельных и водных ресурсов, уровень фонового загрязнения окружающей среды. Очевидно, что в случае повышенного уровня загрязненности окружающей среды могут возникнуть условия, при которых размещение здесь электростанции без нарушения санитарных норм окажется невозможным даже при использовании всех доступных мероприятий первой группы. В этом случае радикальным средством охраны природы в данном районе может быть вынос электростанции в другой, более благоприятный в экологическом отношении район, либо изменение вида топлива или типа электростанции. Важно при этом подчеркнуть, что в любых вариантах развития и размещения электростанций, при любом наборе объектных природоохранных мероприятий обязательным является обеспечение норм охраны природной среды и безопасности человека.

Из изложенного следует, что реализация системных мероприятий в значительной мере зависит от специфических особенностей рассматриваемого региона, которые в каждом отдельном случае должны изучаться индивидуально.

1. Данные Федеральной службы государственной статистики: http://www.gks.ru

2. Коварда, В. В. Региональный агропромышленный комплекс: структура, ресурсное обеспечение и пути перехода к долгосрочному устойчивому развитию [Текст] / В. В. Коварда // Региональная экономика: теория и практика. — 2012. — № 29 (260). — С. 59–64.

3. Коварда, В. В. Ресурсное обеспечение регионального развития (на примере центрального федерального округа) [Текст] / В. В. Коварда // Интеллект. Инновации. Инвестиции. — № 4(2), 2011. — С. 50–55.

4. Kovarda, V. V. Modeling the types of correlation between social and economic development and wildlife impact [Text] / V. V. Kovarda // World Applied Sciences Journal. — № 24, 2013. — pp. 675–680.

Электроэнергетика и экология

В даннной статье рассматривается современные, альтернативные и нетрадиционные способы производства электроэнергии и их влияние на экологию.

Скачать:

Вложение Размер
ekologiya_glavnyy_tekst_2.docx 30.82 КБ

Предварительный просмотр:

Электроэнергетика и экология

Михайловой Алены и Грушковской Яны, учениц 8 «Б» класса

ГБОУ СОШ №94 Выборгского района С.-Петербурга

Руководитель: преподаватель географии Печенина Татьяна Михайловна

«Есть такое твёрдое правило. Встал поутру, умылся, привёл себя в порядок – и сразу же приведи в порядок свою планету.» — Антуан де Сент-Экзюпери, «Маленький принц».

Читая эти строки, задумываешься о том, как важно беречь наш дом – планету Земля: не загрязнять воздух, воду, беречь природные ресурсы. Современное общество потребителей, не задумываясь, берёт у природы всё, что нужно человечеству, не давая ничего взамен, ничем не дорожа. Но мы должны научиться жить в гармонии с нашим зеленым домом.

Актуальность темы «Электроэнергетика и экология» неоспорима. Человечество всегда нуждалось, и будет нуждаться в энергии, чтобы выжить в современном мире.

Традиционные способы производства электроэнергии наносят непоправимый ущерб природе, губят, как растительный, так и животный мир, наносят вред здоровью человека, что ведет к его вымиранию, как вида.

Это не должно произойти в ближайшем будущем, мы хотим, чтоб наша планете жила и развивалась вместе с нами, чтоб человек вдыхал чистый воздух, пил чистую воду и наслаждался пением птиц, наслаждаясь ароматом цветов.

К сожалению, природные ресурсы скоро закончатся, и человечество уже сейчас вынуждено искать альтернативные методы получения энергии, которые будут неисчерпаемы, и не будут наносить вред экологии.

А так как точка невозврата в скором времени может быть пройдена, решать надвигающуюся проблему нужно незамедлительно.

Поэтому в нашей работе мы решили исследовать, какие альтернативные источники энергии существуют на данный момент и что можно предложить и разработать в будущем.

Как известно , наиболее удобный вид энергии – электрическая, которая может считаться основой цивилизации. Преобразование первичной энергии в электрическую производится на электростанциях (ТЭС, ГЭС, АЭС).

АЭС при правильной эксплуатации — наиболее экологически чистый источник энергии,

по сравнению с ТЭС и ГЭС работа которых ведет к тепловому загрязнению среды, и провоцируют масштабные подтопления территорий.

Однако процесс безопасной эксплуатации АЭС в случаях аварийных ситуациях еще не решен.

Чернобыльская авария спровоцировала замедление развития атомной энергетики на некоторое время. Авария в Японии (Фукусима) потрясла весь мир. АЭС излучают радионуклиды что вызывает мутации живых организмов.

Альтернативная энергетика — совокупность перспективных способов получения, передачи и использования энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования и, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде.

На данный момент наиболее изучены и частично введены в эксплуатацию такие источники альтернативной энергии, как:

На сегодняшний момент альтернативные источники энергии могут обеспечить дом теплом, электроэнергией, газом, теплой водой. Причем использование альтернативной энергии не требует каких-то сверх навыков или сверх знаний. Все можно сделать для своего дома своими руками.

Человеческая изобретательность не знает границ. Гении предлагают необычные источники энергии, которые помогут в будущем решить и энергетические и экологические проблемы.

Например, коровы, и крупный рогатый скот в целом, являются причиной выброса огромного количества газов в атмосферу, что постепенно приводит к глобальному потеплению. Их газы, которые состоят в основном из метана, можно собирать и использовать как источник энергии. Много людей пыталось собирать их, и некоторые в этом даже преуспели. Корова, скорее всего, будет выглядеть нелепо с огромным воздушным шаром, прицепленным сзади, но если его правильно прицепят, то учёным удастся убить двух зайцев одним махом: получить полезный источник энергии и решить проблему выброса газа в атмосферу.

Helius Energy построила первую в мире электростанцию, которая работает от побочных продуктов дистилляции шотландского виски. Ведь при этом процессе остается огромное количество углеводных и белковых масс, которые и можно, сжигая, преобразовывать в энергию. В качестве партнера в этом проекте выступил конгломерат производителей Rothes Whisky.

Производство биотоплива существует уже несколько лет. Это топливо, получаемое из комбинации растительного масла и алкоголя. Однако для его производства необходимы большие сельскохозяйственные угодья и много энергии. Чтобы избавиться от этих недостатков, учёные уже работают над альтернативными методами превращения масла подсолнечника в биотопливо, например, посредством использования естественной деятельности бактерий. Хотя, даже если они добьются 100% эффективности в этом процессе, электрическая энергия всё равно нужна будет для того, чтобы отжимать масло из семян.

Ещё одной опцией является использование жуков для получения масла, и это будет намного дешевле. Так что наше будущее может быть согрето жуками.

В Гамбурге несколько недель назад открылось первое в мире здание, которое получает энергию от микроскопических зеленых водорослей, которые находятся в стенах и окнах этого архитектурного сооружения. И каждое его окно представляет собой небольшой био-реактор, производящий электричество за счет фотосинтеза.

Человеческие тела могут быть полезными источниками энергии. Например, вы можете зарядить свой мобильный телефон, просто дыша. Вы также можете обеспечивать энергией вам кардиостимулятор и другие небольшие медицинские устройства с помощью энергии, вырабатываемой вашим сердцем и мышечными спазмами. Ученые из университета в швейцарском городе Берн разработали миниатюрные турбины, которые, будучи помещенными в кровеносные сосуды человека, будут давать энергию для работы его электрического кардиостимулятора.

Компания Soccket Inc. создала футбольный мяч, который одновременно является и небольшой электростанцией, вырабатывающей энергию в те моменты, когда футболисты бьют по объекту ногой.

Японская компания East Japan Railway Company решила оснастить каждый свой турникет генератором электроэнергии. Пассажиры, проходящие через них, будут вырабатывать электричество.

Giraffe Street Lamp – это качели, катаясь на которых, каждый человек сможет сделать мир немного ярче и светлее. Дело в том, что эти качели являются одновременно и генератором электричества для уличного фонаря, с которым они совмещены. Впрочем, у него есть и сторонний источник энергии, питающий лампы в то время, когда объект находится в состоянии покоя.

В результате исследования мы осознали, что на планете существует большое количество «бесхозных» источников энергии, использование которых позволит обеспечить людей необходимой электроэнергией и сохранить красоту и чистоту Земли.

Решение этой проблемы объединило учёных всего мира. И каждый человек, может внести свой вклад, сократив свои потребности, ведь нас 7 миллиардов!

Вывод: Для надежного обеспечения человечества энергией и сохранения среды обитания необходимы наиболее эффективное использование современных видов топлива и энергии внедрение ресурсосберегающих технологий, переход на альтернативную энергетику, более широкое использование необычных источников энергии, формирование экологического мировоззрения у детей.

  1. Использовать в школах энергомячи soccket, что позволит развиваться физически .
  2. Оснастить школы биореакторами на основе водорослей и установить солнечные батареи , ветровые установки, что так же усилит интерес к образованию .
  3. Поставить энерготурникеты, что снизит травматизм
  4. На детских площадках установить качели, которые будут освещать площадь вокруг,а возможно и давать энергию для новогодних гирлянд ,украшающих деревья в скверах .
  5. Все это, безусловно, приведет к экономии электроэнергии.

Всё это дает нам надежду на то, что человечество не обречено, люди обязательно научатся обеспечивать свой уют , не разрушая планету.

. Электроэнергия без вреда экологии: миф или реальность?

Развитая энергетика – это фундамент для будущего прогресса цивилизации. Если на заре мировой и отечественной энергетической отрасли ставку делали на получение максимума электроэнергии для промышленности, то сегодня на первый план вышел вопрос о влиянии электростанций на окружающую среду и человека. Современная энергетика наносит значимый вред природе, и странам приходится делать непростой выбор между тепловыми, атомными и гидроэлектростанциями.

Тепловые электростанции – «привет» из прошлого

В начале 20 века в нашей стране ставку сделали именно на тепловые электростанции. На тот момент плюсов у них было достаточно, а о влиянии такого вида производства энергии на окружающую среду задумывались мало. ТЭС работают на дешевом топливе, которым богата Россия, да и их сооружение стоит не так дорого по сравнению со строительством ГЭС или АЭС. ТЭС не требуют больших площадей и их можно строить в любой местности. Последствия технологических аварий на тепловых станциях не так разрушительны, как на других электростанциях.

Доля ТЭС в отечественной энергосистеме самая большая: в 2011 году на тепловых станциях России было выработано 67,8% (это 691 млрд. кВт*ч) от всей энергии в стране. Между тем, тепловые электростанции наносят самый значимый ущерб окружающей среде по сравнению с другими электростанциями.

Ежегодно тепловые электростанции выбрасывают в атмосферу огромное количество отходов. Согласно госдокладу «О состоянии и об охране окружающей среды РФ в 2010 году», самыми крупными источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух стали именно ГРЭС – крупные тепловые электростанции. Только за 2010 год 4 ГРЭС, принадлежащие ОАО «Энел ОГК-5», – Рефтинская, Среднеуральская, Невинномысская и Конаковская ГРЭС – выбросили в атмосферу 410 360 тонн загрязняющих веществ.

При сжигании ископаемого топлива образуются продукты сгорания, содержащие оксид азота, серный и сернистый ангидрид, частички несгоревшего пылевидного топлива, летучую золу и газообразные продукты неполного сгорания. При сжигании мазута образуются соединения ванадия, кокс, соли натрия, частицы сажи, а в выбросах угольных ТЭС присутствуют окислы алюминия и кремния. И все тепловые электростанции, независимо от используемого топлива, выбрасывают колоссальные количества углекислого газа, вызывающего глобальное потепление.

Газ значительно удорожает стоимость электроэнергии, но при его сжигании не образуется зола. Правда в атмосферу также попадают окись серы и оксиды азота, как и при сжигании мазута. А ТЭС нашей страны, в отличие от зарубежных, не оснащены эффективными системами очистки уходящих газов. В последние годы в этом направлении ведется серьезная работа: реконструируются котлоагрегаты и золоулавливающие установки, электрофильтры, внедряются автоматизированные системы экологического мониторинга выбросов.

Достаточно остро стоит вопрос нехватки качественного топлива для ТЭС. Многие станции вынуждены работать на топливе низкого качества, при сгорании которого в атмосферу вместе с дымом попадает большое количество вредных веществ.

Главная проблема угольных ТЭС – это золоотвалы. Они не только занимают значительные территории, но и являются очагами скопления тяжелых металлов и обладают повышенной радиоактивностью.

Более того, тепловые электростанции сбрасывают в водоемы тёплую воду и этим загрязняют их. Как следствие, нарушение кислородного баланса и зарастание водорослями, что несет угрозу ихтиофауне. Загрязняют водоемы и сточные производственные воды ТЭС, которые содержат нефтепродукты. При том на ТЭС, работающих на жидком топливе, сбросы производственных вод выше.

Несмотря на относительную дешевизну ископаемого топлива, оно все же является невосполнимым природным ресурсом. Основными энергетическими ресурсами в мире являются уголь (40%), нефть (27%) и газ (21%) и по некоторым оценкам, при нынешних темпах потребления мировых запасов хватит на 270, 50 и 70 лет соответственно.

ГЭС – «укрощенная» стихия

Укрощать водную стихию начали еще в конце 19 века, а масштабная стройка ГЭС по всей стране совпала с развитием промышленности и освоением новых территорий. Строительство ГЭС не только решало вопрос обеспечения электроэнергией новых производств, но и улучшало условия судоходства и мелиорации.

Маневренные возможности ГЭС помогают оптимизировать работу энергосистемы, позволяя тепловым электростанциям работать в оптимальном режиме с минимальными затратами топлива и минимальными выбросами на каждый произведенный киловатт-час электроэнергии.

Одно из главных преимуществ гидроэнергетики в том, что она наносит меньший ущерб окружающий среде по сравнению с другими электростанциями. ГЭС не используют топливо, значит, вырабатываемая ими электроэнергия стоит значительно дешевле, ее стоимость не зависит от колебаний цен на нефть или уголь, а производство энергии не сопровождается загрязнением атмосферы и вод. Выработка электроэнергии на ГЭС обеспечивает ежегодную экономию 50 млн. тонн условного топлива. Потенциал экономии составляет 250 млн. тонн.

Вода – это возобновляемый источник электроэнергии и в отличие от ископаемого топлива, ее можно использовать несчитанное количество раз. Гидроэнергетика – самый развитый вид возобновляемых источников энергии, она способна обеспечивать энергией целые регионы. Еще один плюс, так как ГЭС не сжигают топливо, нет дополнительных затрат по утилизации и захоронению отходов.

В то же время ГЭС имеет и ряд недостатков с точки зрения экологии. При строительстве ГЭС на равнинных реках приходится затапливать большие территории пахотных земель. Создание водохранилищ существенно меняет экосистему, что отражается не только на ихтиофауне, но и на животном мире. Правда, как отмечают некоторые экологи, при реализации комплекса природоохранных мероприятий через несколько десятилетий возможно восстановление экосистемы.

АЭС – энергия будущего?

Ядерная энергия была открыта сравнительно недавно, а первая в мире атомная станция заработала в 1954 году в Обнинске. Сегодня атомная промышленность развивается активными темпами, однако трагедия на Фукусиме заставила многие страны пересмотреть свои взгляды на будущее АЭС.

В отечественной энергосистеме на долю АЭС приходится небольшая часть производимой энергии. В 2011 году на АЭС страны произвели 172,9 млрд. кВт*ч, что составляет всего 16,9%. Тем не менее у госкорпорации «Росатом» серьезные планы по развитию атомной промышленности в России и за ее пределами.

Атомные станции, несмотря на высокую стоимость строительства, экономически выгодны: производимая ими электроэнергия относительно дешевая. Да и с точки экологии у АЭС есть ряд преимуществ.

АЭС не выбрасывают в атмосферу золу и другие опасные вещества, образующиеся в результате сжигания топлива. Основная доля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приходится на пускорезервные котельные, котельные профилакториев и периодически включаемые резервные дизельгенераторные станции. По данным госдоклада, в 2010 году все атомные станции страны выбросили в атмосферу всего 1559 тонн загрязняющих веществ (для сравнения, приведенные выше 4 ГРЭС выбросили 410 360 тонн). Доля АЭС в общем объеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух всеми предприятиями страны уже на протяжении многих лет – менее 0,012%.

Запасов ядерного топлива – урана – значительно больше, чем других видов топлива. Россия обладает 8,9% от разведанных резервов урана в мире, находясь в общем списке на четвёртом месте.

Но, несмотря на очевидные плюсы, такие страны как Германия, Швейцария, Италия, Япония и ряд других отказались от атомной энергетики. В Германии доля АЭС в энергосистеме – 32%, но к 2022 году будет отключена последняя станция в стране. Главная причина – это безопасность АЭС для окружающей среды и населения. Мирный атом в одно мгновение может стать виновником гибели и тяжелых болезней миллионов людей и животных, и нанести непоправимый ущерб окружающей среде. Катастрофические последствия аварий на АЭС сразу перечеркивают все указанные преимущества.

Более того, при эксплуатации ядерных реакторов образуются радиоактивные отходы, которые необходимо хранить сотни тысяч лет, пока они не станут более-менее безопасными для окружающей среды. И в мире еще не найдено решение, как сделать их хранение безопасным. Часть ядерных отходов направляется на переработку (регенерацию) с частичным извлечением урана и плутония для последующего использования (но в результате переработки образуются новые отходы, по объему превышающие изначальное количество отходов в тысячи раз), или на захоронение в земле. Небезупречен с экологической точки зрения и процесс добычи урана, а также его превращения в ядерное топливо.

Стоит отметить, что даже на исправно работающих АЭС часть радиоактивного материала попадает в воздух и воду. И пусть это небольшие дозы, но какое влияние они окажут на окружающую среду в долгосрочной перспективе, предугадать сложно.

Прогресс не стоит на месте и сложно точно сказать, какой будет энергетика будущего. Но надо понимать, что энергетика, равно как и любая другая деятельность человека, оказывает в определенной мере негативное влияние на окружающую среду. И избежать его полностью, к сожалению, невозможно. Но вполне реально приложить все усилия, чтобы минимизировать ущерб, наносимый природе. Например, выбирать те технологии (пусть и дорогостоящие), которые наиболее безопасны для окружающей среды. Так, гидроэнергетика, которая единственная в таких масштабах использует возобновляемый источник энергии – воду – несмотря на ряд недостатков с точки зрения экологии, приносит все же минимальный ущерб окружающей среде по сравнению с другими электроэнергетическими объектами.

Как страх перед атомной энергетикой вредит окружающей среде

Майкл Шелленбергер — американский эколог, основатель некоммерческих организаций Breakthrough Institute и Environmental Progress, автор бестселлеров «Смерть экоактивизма» и «Полюби своих монстров». В начале президентского правления Барака Обамы был в числе экологов, формировавших политику США в области возобновляемых источников энергии. Впоследствии критически оценил инициативы, сторонником которых являлся, и радикально пересмотрел свои взгляды. В настоящее время Шелленбергер является сторонником атомной энергетики и регулярно выступает в крупнейших американских СМИ с критикой экологической повестки, которую проводят политики и корпорации.

Майкл Шелленбергер в своем выступлении 2016 года на TED, которое он назвал «Как страх перед ядерной энергией наносит вред окружающей среде», рассказывает, почему восприятие атомной энергетики как потенциально самой опасной вредит планете сильнее, чем сами атомные электростанции. Вот главные тезисы выступления (с обновленными данными на 2020).

Баланс разных источников энергии меняется незначительно

За последние 20 лет объемы чистой энергии увеличились в два раза. Это энергия, полученная из экологически чистых источников — гидроэлектроэнергия, атомная, солнечная, ветровая, геотермальная, приливная, энергия биомассы. Однако ее доля в общем объеме добытой энергии осталось прежней и даже немного сократилась — с 36% в 1999 году до 35% в 2018 году.

Дело в том, что индустрия ископаемого топлива развивается быстрее индустрии чистой энергии. Многие бедные страны все еще используют дрова, навоз и уголь в качестве основного топлива.

Доля альтернативных возобновляемых источников за последние 20 лет росла — с 1% до 9% в 2018 году, а атомные электростанции, наоборот, закрывались — доля этого источника энергии сократилась с 17% до 10% за тот же период.

Солнечная и ветряная энергия нестабильна, ее можно получать только 10—30% времени, когда достаточно светит солнце и дует ветер. А больницам, домам, городам и заводам энергия нужна постоянно. И хотя в последнее время аккумуляторы существенно улучшились, они не так эффективны, как электрическая сеть.

Каждый раз, заряжая и разряжая аккумулятор, мы теряем около 20-40% энергии.

Межправительственный комитет ООН по вопросам климата (IPCC) изучил содержание CO2 во всех видах топлива. Атомная энергетика оказалась одной из самых экологически чистых. При этом атомная электростанция может быть задействована 92% времени.

Почему мы боимся атомных электростанций?

Атомная энергия кажется хорошим решением в борьбе с изменением климата. Но есть одна большая проблема — людям она не нравится. Согласно опросу Ipsos 2014 года, атомная энергия — одна из наименее популярных. Всего 28% опрошенных отдали предпочтение атомной энергетике. Даже к нефти люди относятся лучше (30%). Больше всего люди доверяют солнечной (85%) и ветровой энергии (78%).

Страх атомной энергетики связан с тремя факторами — возможность утечки, захоронение отходов и ассоциация с ядерным оружием.

Крупнейшие развивающиеся страны Индия и Китай строят новые атомные электростанции, в то время как в развитых странах происходит сокращение атомной энергетики. По оценкам Шелленбергера, из-за этого мир может потерять в четыре раза больше чистой энергии, чем за последние десять лет.

Можно ли сделать атомную энергию безопасной?

Сложно сделать атомную энергию еще более безопасной, чем она есть сейчас. Согласно исследованию одного из крупнейших медицинских журналов Lancet, атомная энергия — самая безопасная среди всех остальных источников энергии. Она безопаснее ветряков и солнечных панелей.

Рассмотрев данные об авариях в Фукусиме и Чернобыле, ВОЗ обнаружила, что бòльшая доля вреда была вызвана паникой.

ООН провела комплексные исследования катастрофы в Чернобыле. Взрыв на ЧАЭС — это худшая ядерная авария из всех случившихся. В результате нее погибло 28 человек от острого лучевого синдрома, и еще 15 человек умерло за последующие 25 лет от рака щитовидной железы. 16 тыс. человек заболели после Чернобыля раком щитовидной железы: по оценкам, 160 из них умрет от этого вида рака.

Ядерная катастрофа в Фукусиме занимает второе место по тяжести последствий. Выброс радиации был намного меньше, чем в Чернобыле. От облучения после Фукусимы нет смертельных случаев. Погибли 1,5 тыс. человек, которых вытащили из домов престарелых и больниц. Они получили большую дозу радиации только потому, что их перемещали на большое расстояние. Во многом это стало следствием общей паники.

Для человека, живущего в большом городе вроде Лондона, Берлина или Нью-Йорка, риск смертности увеличивается на 2,8% только от загрязнения воздуха. Для тех, кто живет рядом с курильщиками — на 1,7%. Для ликвидаторов аварии в Чернобыле, которые получили дозу радиации 250 миллизиверт, она увеличилась на 1%.

Для сравнения, топливная энергетика создает неконтролируемые отходы в виде выбросов парниковых газов — от них умирают 7 млн человек в год. Поэтому сокращение топливной энергетики в пользу атомной уже спасло жизни 1,8 млн человек. К какому выводу пришел климатолог Джеймс Хансен.

А что насчет отходов? Отходов атомной энергетики мало. Если взять ядерные отходы за всю историю США и наполнить ими футбольный стадион, их высота будет всего 6 метров. Отходы хранятся в специальных изолированных контейнерах, и они постоянно под наблюдением. К тому же, сейчас ведутся разработки по использованию ядерных отходов в качестве топлива.

Что насчет ядерного оружия? Нет примеров того, как страны с атомной промышленностью вдруг начинали создавать ядерное оружие. На самом деле, происходит обратное. Оказывается, единственный известный способ избавиться от большого количества ядерного оружия — использовать плутоний из боеголовок в качестве топлива для АЭС.

Полную версию выступления Майкла Шелленбергера можно посмотреть на TED c русскими субтитрами:

Энергетика и экология

Вы будете перенаправлены на Автор24

Традиционные источники энергии и их влияние на окружающую среду

Энергия потребляется человечеством в разных формах. Со времен неолита люди использовали огонь для приготовления пищи, изготовления глиняной посуды, выплавки металлов. С приходом промышленной революции появились паровые двигатели, а затем двигатели внутреннего сгорания. В XX веке повсеместное распространение получило электричество, став самой востребованной формой потребления энергии в домохозяйствах и на производствах.

К сожалению, электростанций традиционных типов, изобретенные в XIX-XX вв. и до сих пор вырабатывающие наибольшую долю электроэнергии в мире, не только обеспечивают экономику энергией, но и оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

Рисунок 1. Источники электроэнергии в экономике. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Гидроэлектростанции (ГЭС).

ГЭС преобразуют энергию потока воды (как правило, крупной реки) в электроэнергию. Для этого служат турбины, вращающие электрические генераторы. Наибольший КПД таких машин достигается, когда поток падает на турбину сверху, поэтому основой ГЭС является плотина, поднимающая уровень реки и обеспечивающая напор над турбинами.

Экологический вред от, казалось бы, не генерирующих вредных веществ ГЭС заключается в том, что плотина формирует выше по течению водохранилище. Вода заливает большие площади, что необратимо меняет ландшафт: возникает заболоченность, засоленность, изменения биологических видов и микроклимата, препятствие для перемещения речных обитателей. Кроме того, с насиженных мест выселяются люди, как это было при строительстве Рыбинского водохранилища, когда был затоплен древний и некогда богатый город Молога.

Тепловые электрические станции (ТЭС).

На ТЭС сжигается топливо, а выделяющееся при этом тепло генерирует перегретый пар, вращающий турбины. Тепловые электростанции сжигают уголь, торф и мазут – невосполнимые природные ресурсы. Запасов углеводородного сырья, по некоторым оценкам, хватит лишь на ближайшие несколько десятилетий. Более того, по мере исчерпания ресурсов снижается качество угля, увеличиваются затраты на его перевозку. Сжигание низкокачественных углей ведет к снижению КПД ТЭС, перерасходу топлива, дополнительному загрязнению атмосферы.

Готовые работы на аналогичную тему

Направления борьбы с загрязнением приземной атмосферы:

  • оптимизация процесса сжигания топлива;
  • очистка топлива от элементов, образующих при сжигании загрязняющие вещества;
  • очистка дымовых газов от загрязняющих веществ;
  • рассеивание загрязнителей в атмосферном воздухе.

Перечисленные способы не позволяют радикально сократить выход токсичных компонентов. Их внедрение порождает строительство сооружений, по затратам соизмеримое с самими ТЭС. Кроме того, ряд способов снижения концентрации вредных примесей основан на применении аммиака, вещества с опасными свойствами.

Переход с твердого топлива на газ ведет к удорожанию электроэнергии, а переход на жидкое топливо (мазут), хотя и уменьшает золообразование, не снижает выбросов окислов серы и азота.

Атомные электрические станции (АЭС).

АЭС по принципу действия аналогичны ТЭС, но используют для парообразования тепло радиоактивного распада обогащенной урановой руды.

Нейтроны, освобождающиеся в ходе цепной реакции, выделяются лишь из изотопа урана-235. Для деления ядер урана-238 их энергия недостаточна. В природе же на долю изотопа 238 приходится 99,3% урана. Поэтому прежде всего необходимо получить в больших количествах уран-235. Критическая масса урана-235 для получения цепной реакции – несколько десятков килограмм. Кроме того, для получения цепной реакции в природном уране скорости нейтронов должны быть уменьшены до тепловых. Для этого используется вода или графит.

Таким образом, АЭС является сложным и дорогостоящим сооружением, хотя с экономической точки зрения они выгодней, чем ТЭС. В ядерных реакторах в качестве побочного продукта могут вырабатываться полезные для медицины и промышленности радионуклиды.

Недостатком АЭС является вероятность аварий большой разрушительной силы. Авария на Чернобыльской АЭС 1986 г. сопровождалась значительными выбросами радиоактивных веществ и эвакуацией населения.

Альтернативные источники электроэнергии

Альтернативные источники электроэнергии делятся на:

  • ветряные;
  • приливные;
  • геотермальные;
  • солнечные.

Рисунок 2. Прогноз развития альтернативной энергетики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Будущее энергетики связывают с Термоядерными электростанциями, вырабатывающими энергию за счет синтеза тяжелых изотопов водорода с образованием гелия. Такая реакция не дает газообразных и жидких радиоактивных отходов. Горючим для термоядерных станций будет дейтерий (изотоп водорода), который получают из обычной воды. С помощью термоядерных электростанций человечество сможет обеспечить себя электроэнергией практически на неограниченное время. Реакция термоядерного синтеза требует очень высокой температуры. Изотопы при этом нужно еще и удерживать некоторое время в нагретом состоянии. Но рождающиеся в такой реакции атомы гелия и нейтроны несут энергию в тысячу раз большую, чем та, которая пошла на их нагрев. К сожалению, ученые и инженеры еще далеки от создания промышленных образцов таких установок.

Ветряные электростанции: ветер вращает лопасти, они передают вращение электрогенератору. Производство ветряков не связано с высокими затратами, но их мощность сравнительно мала. Выработка электроэнергии в них зависит от погоды. Ветрогенераторы порождают сильный шум, создают помехи для воздушного сообщения, прохождения радиоволн. Массовое применение ветрогенераторов может привести к ослаблению воздушных потоков, повлиять на климат.

Приливные электростанции для выработки электроэнергии используют энергию морских приливов. Недостаток их в том, что они могут быть построены лишь на берегах морей и океанов, к тому же приливы случаются лишь дважды в сутки. Приливные электростанции нарушают условия жизни морской флоры и фауны.

Геотермальные электростанции преобразуют тепло недр в электричество. Недостатком их является возможность порождения землетрясений. Выходящие из-под земли газы порождают сильный шум и могут содержать отравляющие вещества.

Солнечные электростанции состоят из множества полупроводниковых элементов. Они превращают в электричество лишь 10-20% энергии солнечных лучей, эффективность их работы зависит от погоды. Главный недостаток — материалоемкость. Производство материалов, преобразующих свет в электричество, наносит определенный вред окружающей среде

Проблема энергосбережения

Альтернативная энергетика имеет свои достоинства и недостатки и является пока перспективной, но не до конца освоенной отраслью экономики. До момента перехода на чистую энергию человечество должно обратиться к еще одному резерву — бережливому отношению к имеющимся ресурсам. За счет внедрения энергосберегающих технологий в развитых странах за последние годы удалось значительно уменьшить количество потребляемой электроэнергии. Кроме того, важно разъяснять населению, как пользоваться энергией, чтобы не тратить ее впустую.

Рисунок 3. Способы электросбережения. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: