Экологические проблемы энергетического обеспечения прогресса человечества

 Существенного улучшения результатов можно достичь при комплексном извлечении полезных компонентов из руды. На некоторых предприятиях эти вопросы решаются, однако так обстоит дело далеко не везде. Потери руды уменьшаются при открытом способе добычи, а большая концентрация предприятий горнодобывающей промышленности создает условия для разработок месторождений с низкой себестоимостью продукции и высокой производительностью труда.

 Экономически открытый способ добычи полезных ископаемых выгоднее, чем шахтный, но и он влечет за собой отрицательные последствия. Для того чтобы добыть полезные ископаемые, таким образом, надо с каждым годом снимать все больше пустой породы, что увеличивает площади, изымаемые из землепользования, и количество пустой породы в отвалах. Из-за запыления местности при открытом способе добычи понижается урожайность сельскохозяйственных культур в близлежащих районах.

  Намного лучше, казалось бы, положение с возобновимыми ресурсами.

  Однако именно их возобновимость вызывала самоуспокоенность и вела к тому, что, истребляя ценные виды животных и растений, человек не думал и зачастую препятствовал их естественному возобновлению. В общей сложности с 1600 г. исчезли 226 видов и подвидов позвоночных животных (причем за последние 60 лет — 76 видов) и около 1000 видов находится под угрозой гибели (Смит Р.Л. Наш дом планета Земля. М., 1982. С. 188).

Технические средства лова постоянно совершенствуются, в  то время как возможности естественного воспроизведения возобновимых ресурсов остаются на прежнем уровне или, если растут, не в такой степени. Поэтому дальнейшая интенсификация отлова животных может привести ко все более неблагоприятным экологическим последствиям.

  К воспроизводимым ресурсам относятся также пресные воды. Их запасы на земном шаре велики, однако потребности в них промышленности, сельского и жилищно-коммунального хозяйства возрастают с огромной быстротой. На производство получающих большое" распространение новых металлов (таких, как титан) и особенно на производство химических изделий (например, синтетических волокон) идет в несколько или даже несколько десятков раз больше воды, чем на производство стали. В современных домах со всеми удобствами рас 
ход воды намного больше, чем в домах, не оборудованных водопроводом.

  Интенсивная добыча воды приводит (особенно в больших городах, где плотная застройка препятствует естественному стоку ил следовательно, естественному пополнению самых ценных для человека верхних горизонтов подземных вод) к понижению уровня и постепенному истощению запасов. 

  Дефицит подземных вод ощущается во многих районах земного шара, например в Бельгии, Германии, Швейцарии. Такая же ситуация в некоторых регионах России и может распространиться на другие. Несколько лет велись исследования проблемы переброски части стока вод северных и восточных рек СССР на юг, но эта проблема не только технически, но особенно экологически исключительно сложна. Были высказаны предположения, что, поворот рек может замедлить вращение Земли из-за перемещения огромных масс воды. Пожалуй, самое позитивное экологическое событие последних 10 лет — отказ от этого самоубийственного шага. 

  Не поспевает за вырубкой воспроизводство лесов. Чтобы вырубить участок леса в 1 га, требуется 1 день, а чтобы вырастить такой участок, I нужно 15—20 лет. Кроме того, интенсивная рубка лесов может привести к оползневым процессам, наводнениям и другим разрушительным природным явлениям. Чрезмерная вырубка лесов так же, как и ошибки в ирригационном строительстве, перевыпас скота и в прошлом была источником экологических трудностей и даже одной из причин ослабления и гибели цивилизаций. Этот факт наталкивает на мысль, что за много веков своего существования человек не стал экологически мудрее и не очень-то способен учиться на ошибках предков. Подводя итог рассмотрению сырьевой проблемы, следует сделать вывод, что ценность каждого вида ресурса с ростом потребности в нем все более возрастает. Поэтому увеличивается и значение охраны природной среды от истощения.

  Особо следует сказать о проблеме обеспечения энергетическими ресурсами. Основную приходную часть топливно-энергетического баланса составляет энергия, полученная за счет сжигания минерального топлива. Но запасы нефти и природного газа, по мнению специалистов, могут быть исчерпаны в ближайшем будущем. Перспективы связывают с развитием атомной энергетики, которая способна обеспечить человечество огромным количеством дешевой энергии. Атомная энергетика более благоприятна для предохранения природной среды от силового и химического загрязнения, однако ее развитие влечет не поддающийся учету риск.

  Атомная энергетика таит второй основной тип потенциальных опасностей тех, которые могут актуализироваться в любой момент в результате случайных обстоятельств. Имеется в виду опасность интенсивного радиоактивного заражения природной среды, которое может произойти не только в результате применения атомного оружия, но также: из-за аварий на АЭС. Нет технических систем со 100%-ной надежностью, поэтому хотя и трудно предугадать, где произойдут новые авали, но в том, что они будут, сомневаться не приходится. Проблема захоронения радиоактивных отходов также до сих пор не решена. Впереди и еще одна опасность. При существующих темпах роста энергии, вырабатываемой на Земле, следует ожидать, что ее количество станет соизмеримо в скором времени с количеством энергии, получаемой от Солнца. Ученые указывают на опасность теплового перегрева планеты и превышение энергетических барьеров биосферы. Опасность теплового перегрева планеты усиливается и в связи с повышением содержания углекислого газа в атмосфере, что ведет к так называемому «парниковому эффекту». Сжигание топлива вносит ежегодно в атмосферу не менее 1000 т углекислого газа. Расчеты показывают, что повышение содержания углекислого газа может вызвать глобальное повышение температуры на Земле со всеми вытекающими отсюда последствиями — таянием льдов и т.п. Ряд ученых, напротив, высказывает предположение о грядущем похолодании на нашей планете под влиянием антропогенной деятельности, связанной с запылением атмосферы. В любом случае резкие измерения климата (события последних лет говорят о том, что подобные процессы уже имеют место) могут вызвать катастрофические результаты. Здесь уместно напомнить о наличии «триггерного эффекта» в природе, когда незначительное воздействие может повлечь громадные перемены. Нельзя забывать, что экологические процессы экспоненциальны и изменения в природе происходят не только эволюционно.

     Существуют пороги (энергетические и др.), превышение которых грозит резкими качественными преобразованиями.

   Потенциально опасными являются и те процессы, которые сейчас приводят к реальным экологически негативным последствиям. Загрязнение природной среды не только приносит не поддающиеся полному учету потери, но создает риск еще больших неприятностей, особенно если учесть эффект накопления. Так, например, ДДТ, радиоактивные вещества даже спустя немалый срок после попадания в природную среду не утрачивают вредоносных свойств, а, наоборот, накапливаются живых тканях. Риск истощения почвы и вывешивания ее плодородного слоя также растет по мере увеличения глубины вспашки и интенсификации воздействия на землю.

  Потенциальные опасности важнее тех, которые уже в полной мере стоят перед человечеством. Реальные отрицательные последствия можно уменьшить, и мы становимся свидетелями успехов некоторых страна борьбе с загрязнением природной среды. Потенциальные опасное коварнее, потому что подстерегают неожиданно и не только не уменьшаются, но имеют тенденцию возрастать по мере роста масштабность человеческой деятельности. Вообще говоря, польза от природопреобразовательного проекта достигается довольно быстро, поскольку с этой целью он осуществлен, тогда как для полного проявления отрицательных последствий, как правило, необходимо время. Чем масштабнее сложнее проект, тем больше проходит времени до проявления побочных эффектов, тем значительнее они и тем большими неприятностями грозят неполадки в процессе осуществления данного проекта и функционирования созданного объекта. Итак, наряду с традиционными проблемами, которые можно отнести к разряду экологических, — нехваткой продовольствия в слаборазвитых странах, предотвращением стихийных бедствий и — человечество столкнулось с новыми экологическими трудностями. Оно не избавилось от старых бед, а пришли новые, не менее опасные.

              Энергетика и защита окружающей среды

   Развитие современного производства, и, прежде всего промышленности, базируется в значительной степени на использовании ископаемого сырья. Среди отдельных видов ископаемых ресурсов на одно из первых мест по народнохозяйственному значению следует поставить источники топлива и электроэнергии.

   Особенностью  энергетического производства является  непосредственное воздействие на природную среду в процессе извлечения топлива и его сжигания, причем происходящие изменения природных компонентов являются весьма наглядными.

  Время, когда  природа казалась неисчерпаемой,  миновало. Грозные симптомы разрушительной деятельности человека с особой силой проявились пару десятилетий назад, вызвав в некоторых странах энергетический кризис. Стало ясно, что ресурсы энергоносителей ограничены. Это также относится и ко всем другим полезным ископаемым.

  Ситуация  легко проецируется на обеспечение  страны электроэнергией. На сегодня основными электрогенерирующими источниками в Беларуси являются тепловые электростанции (ТЭС), работающие в основном на российском газе, а недостающая электроэнергия закупается на атомных станциях России и Литвы. Собственное производство электроэнергии осложняется тем, что более половины белорусских электростанций отработали свой проектный ресурс, а к 2010 году замены потребует уже 90% энергетического оборудования. То есть проблема требует принципиального решения: как компенсировать выбывающие мощности – ремонтировать и реконструировать старые или строить новые электростанции? Проведенные исследования показали, что простая замена оборудования и продление ресурса энергоблоков – не самый дешевый способ. Специалисты пришли к выводу, что наиболее выгодной является модернизация и реконструкция существующих электростанций и котельных путем внедрения современных газотурбинных и парогазовых установок с более высоким КПД. Сейчас по новейшей технологии за счет кредита Европейского Банка Реконструкции и   Развития осуществляется модернизация Оршанской ТЭЦ с применением французского оборудования. Но опять же, топливом для парогазовых установок является все тот же российский природный газ. А когда Россия время от времени прикрывает газовую "задвижку", Беларусь сполна ощущает, что такое энергетическая независимость и безопасность. Главная проблема – высокая степень энергетической зависимости нашей страны от внешних источников. 85-90% сырья для белорусской топливной промышленности импортируется из России.

  Между тем,  по официальным оценкам, с прошлого  года в нашей стране начался  невиданный прирост производства. Если так будет продолжаться  и дальше, то к 2015 году объемы  производства увеличатся в 2,8 раза. Уровень энергопотребления  при этом возрастет в полтора раза. При сохранении нынешних объемов поставок энергоносителей наша энергетическая система от такого прироста производства просто рухнет.

  По оценкам  специалистов, учитывая нынешние  темпы увеличения ВВП, ситуация  в энергетической отрасли резко  обострится уже в ближайшее время. В то же время уже сейчас около половины белорусских энергетических мощностей требует замены. Значительная часть теплоэлектростанций по своим техническим характеристикам не соответствует нынешним потребностям энергопотребления. Электроэнергия, произведенная на белорусских ГРЭС, стоит дороже, чем импортируемая из Литвы и России.

  По мнению  директора института проблем  энергетики Академии наук Александра Михалевича, сейчас отечественную энергосистему спасает только общее падение производства. Если бы оно оставалось на уровне 1991 года, энергетическая система просто не выдержала бы этого напряжения и кризис имел бы непредсказуемые последствия. Специалисты в области энергетики считают наиболее перспективным для нашей страны освоение энерго- и ресурсосберегающих технологий и реализацию программы энергосбережения.

Экономия  топливно-энергетических ресурсов – важнейшее  направление рационального  природопользования

       По  мере технического прогресса все  больший удельный вес приобретают первичные источники электроэнергии, получаемые с гидро- и геотермальных электростанций. Растет и получение электроэнергии с атомных электростанций. Потенциальные мощности всех этих источников велики, но пока экономически эффективной является только небольшая их часть.

  Одной  из характерных черт современного этапа научно-технического прогресса является возрастающий спрос на все виды энергии. Важным топливно-энергетическим ресурсом является природный газ. Затраты на его добычу и транспортировку ниже, чем для твердых видов топлива. Являясь прекрасным топливом (калорийность его на 10% выше мазута, в 1,5 раза выше угля и в 2,5 раза выше искусственного газа), он отличается также высокой отдачей тепла в разных установках. Газ используется в печах, требующих точного регулирования температуры; он мало дает отходов и дыма, загрязняющих воздух. Широкое применение природного газа в металлургии, при производстве цемента и в других отраслях промышленности позволило поднять на более высокий технический уровень работу промышленных предприятий и увеличить объем продукции, получаемой с единицы площади технологических установок, а так же улучшить экологию региона.

    Экономия топливно-энергетических  ресурсов в настоящее время  становится одним из важнейших направлений перевода экономики на путь интенсивного развития и рационального природопользования. Однако, значительные возможности экономии минеральных топливно-энергетических ресурсов имеются при использовании энергетических ресурсов. Так, на стадии обогащения и преобразования энергоресурсов теряется до 3% энергии. В настоящее время почти вся электроэнергия в стране производится тепловыми электростанциями. Из 35 млн. кВт электроэнергии, потребляемых ежегодно, в Беларуси производится 23 млн. кВт., 11 млн. кВт импортируется из России и Литвы. Однако, учитывая, что вся белорусская электроэнергия производится на российском газе, считать нашу электроэнергетическую систему самостоятельной не приходится. По нормам развитых стран не рекомендуется импортировать более 30% топливно-энергетических ресурсов из одной страны. В противном случае государство становится слишком зависимым от сырьевых источников. Поэтому на повестку дня все чаще ставится вопрос о применении нетрадиционных источников энергии.