Энергетика – источник жизни и загрязнения биосферы

Экологическая характеристика альтернативных источников энергии.

Солнечные батареи или СЭС.

Солнечная энергия обладает неоспоримыми преиму­ществами перед традиционными органическим и ядер­ным горючим. Это исключительно чистый вид энер­гии, который не загрязняет окружающую среду, а само ее использование не связано ни с какой биологической опасностью. Использование солнечной энергии в боль­ших масштабах не нарушает сложившегося в эволю­ции энергетического баланса нашей планеты

Это практически неисчерпаемый источник энергии. Ее можно использовать прямо (посредством улавлива­ния техническими устройствами) или опосредованно через продукты фотосинтеза, круговорот воды, движе­ние воздушных масс и другие процессы, которые обус­ловливаются солнечными явлениями.

Использование солнечного тепла — наиболее про­стой и дешевый путь решения отдельных энергети­ческих проблем. Подсчитано, что в США для обогре­ва помещений и горячего водоснабжения расходуется около 25% производимой в стране энергии. В север­ных странах, в том числе и в России, эта доля заметно выше. Между тем, значительная доля тепла, необ­ходимого для этих целей, может быть получена по­средством улавливания энергии солнечных лучей. Эти возможности тем значительнее, чем больше прямой сол­нечной радиации поступает на поверхность Земли.

Отопление и горячее водоснабжение как низкотем­пературные процессы преобразования солнечной энер­гии в теплоту могут быть осуществлены сравнитель­но простыми техническими средствами. Солнечные водонагреватели начинают использоваться для целей тепло- и горячего водоснабжения индивидуальных по­требителей в южных климатических зонах.

Наиболее распространено улавливание солнечной энергии посредством различного вида коллекторов. В простейшем виде это темного цвета поверхности для улавливания тепла и приспособления для его накоп­ления и удержания. Оба блока могут представлять единое целое. Коллекторы помещаются в прозрачную камеру, которая действует по принципу парника. Име­ются также устройства для уменьшения рассеивания энергии (хорошая изоляция) и ее отведения, напри­мер, потоками воздуха или воды.

Еще более просты нагревательные системы пассив­ного типа. Циркуляция теплоносителей здесь осуще­ствляется в результате конвекционных токов: нагре­тый воздух или вода поднимается вверх, а их место занимают более охлажденные теплоносители. При­мером такой системы может служить помещение с обширными окнами, обращенными к солнцу, и хо­рошими изоляционными свойствами материалов, спо­собными длительно удерживать тепло. Для умень­шения перегрева днем и теплоотдачи ночью исполь­зуются шторы, жалюзи, козырьки и другие защит­ные приспособления. В данном случае проблема наи­более рационального использования солнечной энер­гии решается через правильное проектирование зда­ний. Некоторое удорожание строительства перекрывается эффектом использования дешевой и идеально чистой энергии.

Ветровые электростанции (ВЭС).

Ветровые электростанции традиционно самые древние. Их мощности могут варьироваться от совсем маленьких до очень мощных 5МВт. Но несмотря на всю их экологичностьу них есть свои отрицательные стороны.

Ветряки распугивают птиц и зверей, нарушая их естественный образ жизни, а при большом их скопле­нии на одной площадке могут существенно исказить естественное движение воздушных потоков с непред­сказуемыми последствиями. Во многих странах, в том числив Ирландии, Англии и других, жители неоднок­ратно выражали протесты против размещения ВЭС вблизи населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий, а в условиях густо населенной Европы это означает — везде.

Было выдвинуто предложение о размещении сис­тем ветряков в открытом море. Так, в Швеции разра­ботан проект, согласно которому предполагается в Бал­тийском море недалеко от берега установить 300 вет­ряков. На их башнях высотой 90 м будут вращаться двухлопастные пропеллеры с размахом лопастей 80 м. Стоимость строительства только первой сотни таких гигантов потребуется более 1 млрд долл, а вся систе­ма, на строительство которой уйдет минимум 20 лет, обеспечит производство всего 2% электроэнергии от уровня потребления в Швеции в настоящее время. Это пока проектируется, но в настоящее время в Швеции начато строительство одной ВЭС мощностью 200 кВт на расстоянии 250 м от берега, которая будет переда­вать энергию на землю по подводному кабелю. Ана­логичные проекты были и у нас: предлагали устанав­ливать ветряки и на акватории Финского залива, и на Арабатской стрелке в Крыму. Помимо сложности и дороговизны подобных проектов, их реализация создала бы серьезные помехи судоходству, рыболов­ству, а также оказала бы все те же вредные экологи­ческие воздействия, о которых говорилось ранее. По­этому и эти планы вызывают движения протеста. Например, шведские рыбаки потребовали пересмотра проекта строящейся в море ВЭС, так как, по их мнению, подводный кабель, да и сама станция будут пло­хо влиять на рыб, в частности, на угрей, мигрирую­щих в тех местах вдоль берега.

Неприятным побочным эффектом использования ветряков для сторонников экологически чистого хо­зяйства оказались биологические последствия. Союзы охраны природы отмечают, что многие перелетные птицы вынуждены менять свои маршруты, избегая ветряных парков — мельницы отпугивают птиц. В ряде случаев положение сложилось настолько серьез­ное, что местные экологи вынуждены были поставить вопрос о временном закрытии установок или о переводе их на более гибкий режим работы с учетом се­зонных перемещений птиц

.

Геотермальные электростанции(ГеоГЭС).

В данном случае ис­точником тепла являются разогретые воды, содержа­щиеся в недрах земли. В отдельных районах такие воды изливаются на поверхность в виде гейзеров (на­пример, на Камчатке)! Геотермальная энергия может использоваться как в виде тепловой, так и для полу­чения электричества.

Ведутся также опыты по использованию тепла, содер­жащегося в твердых структурах земной коры. Такое тепло из недр извлекается посредством закачки воды, которую затем используют так же, как и другие тер­мальные воды.

Уже в настоящее время отдельные города или пред­приятия обеспечиваются энергией геотермальных вод. Это, в частности, относится к столице Исландии — Рей­кьявику. В начале 80-х годов в мире производилось на геотермальных электростанциях около 5000 МВт элек­троэнергии (примерно 5 АЭС). В России значительные ресурсы геотермальных вод имеются на Камчатке, но используются они пока в небольшом объеме. В бывшем СССР за счет этого вида ресурсов производилось толь­ко около 20 МВт электроэнергии.

Достоинства использования глубинного тепла земли очевидны. ГёоТЭС может функционировать десятки лет, используя практически неугасаемые тепловые котлы. Себестоимость электроэнергии, получаемой таким образом, несмотря на значительные первона­чальные затраты, вполне сравнима с той, которую мы имеем на тепловых и атомных электростанциях. Кро­ме того, ГеоТЭС не наносит урона экологии, не заг­рязняет выбросами окружающую среду.

Использование тепла земных недр весьма перспек­тивно с позиций охраны окружающей среды. В настоя­щее время во многих странах мира для выработки электроэнергии и отопления зданий, подогрева теп­лиц и парников используется тепло горячих источни­ков. Речь идет об огромных резервах экологически чистой тепловой энергии, о возможности с большим экономическим эффектом заменить до 1,5 млн т орга­нического топлива в важнейших отраслях, включая сельское и коммунальное хозяйства.

Геотермальные электростанции по компоновке, обо­рудованию, эксплуатации мало отличаются от тради­ционных ТЭС и практически не вызывают экологичес­ких последствий. Температура месторождений геотер­мальных вод Камчатки доходит до 257°С, глубина за­легания —1200 м. Выявленные в этом районе тепловые ресурсы могли бы обеспечить работу геотермальных электростанций общей мощностью 350—500 МВт.

-

Заключение.

ЭКОНОМИЯ ЭНЕРГИИ

Экономические и экологические соображения требуют всемер­ной и повсеместной экономии энергоресурсов. Такая экономия позволит уменьшить расходы на производство продукции, сохра­нить энергоресурсы для будущих поколений, уменьшить загряз­нение окружающей среды.

Внимание к энергосберегающим технологиям производства резко возросло после нефтяного кризиса 1973 — 1974 гг., когда страны ОПЕК уменьшили экспорт нефти и увеличили цену на нее. В первую очередь пострадали развитые страны Европы, США, Япония. Новые энергосберегающие технологии были разработаны в Японии: с 1973 по 1984 г. валовой продукт Японии увеличился примерно вдвое, а энергозатраты возросли только на 7 —8%. Ко­личество энергии, необходимой для выплавки стали, снизилось в Японии более чем на 85 %. Это достижение связано с внедрением непрерывной разливки, которая в свою очередь стала возможна благодаря использованию огнеупорных кирпичей с керамически­ми добавками (с повышенной устойчивостью к теплу и трению). Разработан также керамический автомобильный двигатель. В 1985 г. фирма «Тойота» на международной выставке продемонстрирова­ла сверхэкономичный автомобиль с керамическим двигателем, который на 100 км пути тратит менее 2 л бензина.

Резко снизили энергоемкость промышленной продукции и дру­гие страны. Если принять энергоемкость в 1970 г. за 100%, то уже в 1983 г. она составляла в США — 61%, Великобритании — 55%, Франции — 61 %, при этом производительность труда возросла в США в 1,33 раза, в Англии — в 1,63, во Франции — в 1,47, в Японии — в 1,56 раза.

Приведем несколько примеров энергосберегающих технологий. Более половины всей энергии, производимой в США, потреб­ляют электромоторы. Использование современных электродви­гателей с микропроцессорным управлением позволило бы сэко­номить 20 % потребляемой электроэнергии. Улучшение теплоизо­ляции домов (тройные оконные рамы, толщина стен 10 — 12 см) позволило бы уменьшить примерно на 50 % энергию, затрачивае­мую на их обогрев. Такие меры принимаются в США, Швеции и других странах. Использование экономичных люминесцентных или натриевых ламп вместо ламп накаливания примерно в 4 раза умень­шает затрачиваемую электрическую энергию (в нашей стране на освещение идет 13% электроэнергии).

Огромное количество энергии (60 — 80%) удалось бы сэконо­мить в России, если повсеместно перейти от малоэффективного и экологически вредного мартеновского производства стали к раз­работанной в нашей стране технологии ее непрерывной разливки. ™Современные~типы двигателей автомобилей—позволяют- сни­зить потребление топлива в 2 —6 раз (до 4,5 — 1,5 л бензина на 100 км), тем самым достигаются большая экономия нефтепро­дуктов и снижение вредных выбросов в атмосферу.

В целом потребление энергии в развитых странах при исполь­зовании энергосберегающих технологий может быть снижено в 1,5 раза (на 30%). Рекомендации по экономии энергии в быту.

Кипятите столько воды, сколько вам нужно, не больше.

После закипания кипятите воду 1 — 3 мин.

Закрывайте кастрюли и чайники крышками.

Используйте только нужное вам освещение. Остальные све­тильники выключайте. Уходя из комнаты, гасите свет.

Больше пользуйтесь маломощным местным освещением (на­стольными лампами, торшерами и т.д.).

Следите за чистотой ламп. Вытирайте на них пыль.

Где возможно, применяйте экономичные люминесцентные или натриевые лампы.

При необходимости использования электроотопительных при­боров (электрокамины, рефлекторы и т.п.) ликвидируйте утечки тепла из помещения: заделайте щели в окнах, утеплите двери.

Содержание.

1.Введение…………………………………………………………………………стр. 2

2.Энергия в жизни человека ……………………………………………………..стр.3

3.Энергетические ресурсы………………………………………………………..стр.4

4.Экологические характеристики теплоэнергетики…………………………….стр.6

5. Экологические характеристики гидроэнергетики……………………………стр.11

6. Экологические характеристики ядерных электростанций…………………..стр.13

7. Экологические характеристики альтернативных источников энергии……..стр.16

8.Заключение. Экономия энергии…………………………………………………стр.19

Список литературы.

1.       «Экология и техника: Проблемы оптимальной ориентации развития техники» Мамедов. В. Ф. 1988.