Возможности решение экологических проблем

      Первая  в мире ветроэнергетическая станция (ВЭС), мощностью 8 кВт с инерционным аккумулятором энергии была построена в нашей стране в Курске в 1929-1930 гг. по проекту изобретателя А.Г.Уфимцева и профессора В.П.Ветчинкина. А в 1931 г. уже была сооружена ВЭС мощностью 100 кВт, которая до 1942 г. давала энергию в электросеть г. Севастополя.

      Однако  в послевоенное время лопасти  ветросиловых установок стали довольно редким атрибутом сельского пейзажа. Своим возрождением ветроэнергетика обязана все тому же энергетическому кризису.

      Ветроэнергетика сегодня обеспечивает около 8 миллионов домов электрической энергией, а также решает проблемы водоснабжения, орошения во многих странах и регионах планеты.

      Ведущими  странами по созданию ветроэнергетических парков являются Германия, CША, Индия, Дания, Голландия, Англия. Общая установленная мощность ветроэнергетических парков, работающих в энергосистеме, составляет около 300000 МВт. Суммарная же энергия ветра, доступная технически, оценивается величиной порядка 53 000 кВт в год, что примерно в четыре раза превышает ежегодное мировое потребление электроэнергии.

      В 2003 г. в Калининградской области введена в эксплуатацию первая российская промышленная ветроэлектростанция мощностью 5,1 МВт, самая крупная в России.

      На  ряде садовых участков России, не подключенных к энергосистеме, успешно работают как ветроэнергетические, так и комбинированные ветра- фотоэлектрические системы. Здесь они используются прежде всего для освещения, электропитания бытовых приборов, телевизоров и др., а также для водоснабжения. Комбинированная ветра-солнечная электроустановка способна обеспечить электроснабжение бытовых приборов сельского дома в течение всего года.

      Ветроэнергетические установки изготавливает ряд предприятий России, в том числе и Московского региона: ТОО Молинос» (Москва), АО «Торнадо» (г. Истра), АООТ Тушинский машзавод (Москва), МКБ «Радуга» (Москва), СКБ «Искра» (Москва). Рекламированием и продажей ветроэнергетических установок занимается, в частности, фирма «Сапсан», расположенная в Солнечногорском районе. Здесь можно ознакомиться с рядом установок, а также приобрести их.

      Важной  характеристикой создаваемых ветродвигателей  должно быть отсутствие теле- и радиопомех при их работе, особенно работающих вблизи от населенных пунктов или в черте городов. Это достигается, в частности, изготовлением всех деталей ветростанции из синтетических материалов.

      Использование энергии Солнца. Пик интереса к гелиоэнергетике приходится на годы мирового энергетического кризиса (1973 -1979 гг.).

      В настоящее время в мире установлено  около 250 000 солнечных фотоэлектрических систем (ФЭС) различной мощности, обеспечивающих около 1,5 млн. жителей планеты электроэнергией.[26,с.361]

      Полное  количество солнечной энергии, поступающей  на поверхность Земли только за неделю, превышает энергию всех мировых  запасов нефти, газа, угля и урана.

      Один  квадратный метр солнечной батареи  генерирует за год в Астраханской области 200 кВт.ч, в Карелии -100 кВт.ч.

      Сто граммов кристаллического кремния  в солнечном элементе генерирует за 30 лет такое количество энергии, как один грамм урана в ядерном реакторе. А запасы кремния в земной коре составляют 29,5% от ее состава.

      Солнечная паровая электростанция, основной частью которой было большое зеркало, фокусирующее солнечные лучи на специальный котел, демонстрировалась на Всемирной промышленной выставке в Париже в 1878 г. Подобные установки были затем построены в США (1901 г.) и в Египте (1913 г.).

      В нашей стране в 1958 г. был запущен первый спутник Земли с солнечными батареями. А в 1964 г. недалеко от Ашхабада в Туркмении была опробована солнечная батарея с концентратами мощностью 0,25 кВт для подъема воды.

      В 1989 г. в Краснодарском крае была построена  «Солнечная деревня» мощностью 40 кВт. Успешно работают в области фотоэлектричества  в CША, где на эти цели выделяются большие деньги.

      Начиная с 1964 г. в нашей стране продолжались исследования и разработка эффективных и недорогих концентратов солнечной  энергии, позволяющие повысить эффективность использования этого возобновляемого источника получения  тепла.

      Уже в I967 г. был разработан новый класс  фотопреобразователей - многопереходные и высоковольтные солнечные элементы из кремния. В 1987 г. была разработана технология очистки металлургического кремния для солнечных элементов, а в 1999 г. - низкотемпературная без хлорная технология получения солнечного кремния под руководством «Интерсолорцентра» (Москва). В результате удалось разработать оригиналиную технологию изготовления фотопреобразователей солнечных элементов и модулей солнечных элементов с КПД до 16%. Было осуществлено внедрение этой технологии на фирме «Солнечный ветер» (г. Краснодар) и на 3АО ОКБ завода "Красное Знамя" (г. Рязань). Промышленная реализация этого проекта сулит большие выгоды для нашей страны.

      В 1997 г. президент США Б. Клинтон  провозгласил программу СШA "Миллион солнечных крыш" которая предусматривает установление к 2010г, солнечных энергосистем на крышах миллиона муниципальных и частных домов. .[26,с.361]

      Несмотря  на то что принцип преобразования солнечной энергии в электрическую известен уже более 100 лет, технологии на его основе получили широкое применение только в течение последних десятилетий, пройдя сложный путь от использования на космических объектах до массового использования на Земле.

      Так, ОКБ (опытное конструкторское  бюро) завода «Красное знамя» (г.Рязань) выпускает  и предлагает для продажи фотоэлектрические преобразователи  солнечной энергии на их основе модули, мощностью от единиц  до сотен ватт. По технологическим и экономическим показателям они превосходят свои зарубежные аналоги. Агрегаты из Рязани можно использовать на садовых участках и в коттеджах как источник питания для телевизоров, водяных насосов, холодильников, компьютеров и другого электрического оборудования. А общество с ограниченной ответственностью 000 "АТЛЕТ" (Москва) выпускает и предлагает для продажи солнечную водонагревательную установку (ВУ-1). В комплект установки весом в сборе не более 85 кг входит один коллектор площадью 1,85 м², бак-аккумулятор для горячей воды объемом 100 л, задорно-регулировочная аппаратура или узел креплений на крыше.

      Во  Всероссийском институте электрификации сельского хозяйства разработан проект сельского дома с использованием энергии Солнца.

      Геотермальная энергия. Работа геотермальных станций основана на использовании внутреннего тепла Земли, о чем говорилось ранее.

      В настоящее время у нас в стране эксплуатируются месторождения геотермальных вод на Сахалине, Камчатке, Курильских островах, в Краснодарском и Ставропольском краях, в Дагестане и Ингушетии.

      Первая  геотермальная станция была построена  у нас на Камчатке еще в 1966 г. Она  расположена в долине р. Паужетки, в 35 км от Охотского моря, вблизи вулканов Кошелева и Камбальского. Мощность станции – 11 тыс. МВт. Пароводяная смесь здесь разделяется в сепараторах, установленных на устьях скважин. Пар направляется к конденсационным турбинам, а термальная вода сбрасывается в поверхностные водотоки, в частности в р. Паужетку. Сбросные воды Паужеткой ГеоЭС отличаются аномальным содержанием редких щелочных металлов, мышьяка, бора и лития, превышающим предельно допустимые концентрации для хозяйственно-бытовых и рыбохозяйственных целей в 70 - 90 и более раз.

      Сбросные  воды ГеоЭС требуют предварительной  очистки перед сбросом их в  поверхностные водотоки. В связи с этим сотрудниками Всесоюзного научно-исследовательского института гидрогеологии и инженерной геологии (ВСЕГИНГЕО) еще в начале 90-х гг. ХХ в. была разработана технологическая схема переработка сбродных вод Паужетской ГеоЭС, которая внедряется.

     На  Паранутском месторождении горячих вод была построена опытная фреоновая электростанция, позволяющая использовать для выработки энергии подземные воды с температурой 80 - 90°С. Кроме того, в рабочем поселке Паранутка был введен в действие первый в нашей стране тепличный комбинат по выращиванию овощей производительностью до 1000 - 1200 т в год. На Паранутском месторождении термальные воды используются также для бальнеологических целей. Здесь построен первый на Камчатке санаторий.

      Привлекают  внимание также Мутковское, Кошелевское, Больше-Банное, Ниже-Кошелевское месторождения  на Камчатке, а также Горячий Пляж на о. Кунашир и месторождение вблизи вулкана Эбеко на о. Парамушир (Курильские острова).[23,с.66-70]

      В 1993 г. на о. Кунашир у подножия вулкана  Менделеев (в 20 км от Японии) была введена  в эксплуатацию опытно-промышленная модульная ГеоЭС типа «ОМЭГА-500», а с 1997 г. ведется эксплуатация ГеоЭС типа «Туман» мощностью 3,5 Гкал.

      В настоящее время введена в  эксплуатацию первая очередь Мутновской геотермальной станции мощностью 40 МВт (2 блока по 20 МВт). На ее строительство  Европейским Банком Реконструкции и Развития в 1997 г. был предоставлен кредит в размере 150 млн. доля США.

      Перевод Камчатки на геотермальное энергоснабжение позволит экономить ежегодно более 900 тыс. т условного топлива.

      Кроме того, ввод в эксплуатацию геотермального энергоснабжения Камчатки позволит снизить количество вредных выбросов: двуокиси углерода более чем на 1,6 млн. т. в год, двуокиси азота - 8 тыс. т в год, золы - 650 т в год.

      На  территории Европейской части страны термальные воды имеют широкое распространение и используются главным образом в лечебных и оздоровительных целях, а такое для теплоснабжения населенных пунктов и тепличных хозяйств.

      Фонтанирующие гейзеры широко распространены в  Исландии, где природное тепло земной коры интенсивно используется для теплоснабжения городов и сельских населенных пунктов, а также для выработки электроэнергии. А столица Исландии Рейкьявик сегодня получает тепло исключительно от горячих подземных источников.

      Известны  гейзеры в Новой Зеландии, Северной Америке, Новой Гвинее и других регионах нашей планеты, где проявляются процессы современной вулканической деятельности в земной коре. 

2.4 Решение проблемы нехватки пресной воды 

      Согласно  данным Всемирной организации здравоохранения  сегодня более двух миллиардов человек  страдает от нехватки питьевой воды. По прогнозу специалистов ЦРУ США к 2015 году в странах с хронической нехваткой воды будет проживать более половины населения планеты. Пресная вода стремительно превращается в дефицитный природный ресурс. За XX столетие ее потребление увеличилось в 7 раз, тогда как население планеты выросло всего втрое. Не случайно ООН объявила наступивший 2003 год Международным годом пресной воды.[11,с.156]

      Недостаток  воды порождает целый комплекс экономических, социальных и политических проблем, способных подорвать стабильность в мире и привести к глобальным потрясениям. Ведь следствием дефицита воды являются неурожаи и голод. Живительная влага - главное условие для существования аграрной отрасли. На производство тонны зерна уходит 1000 тонн воды; тонна картофеля требует 500-1500 тонн; то же количество курятины производится при помощи 3500-5700 тонн, а говядина "потребляет" от 15 000 до 70 000 тонн воды. Между тем согласно данным, содержащимся в докладе Global Trends 2015, через десять лет "в Центральной Африке число людей, страдающих от недоедания, увеличится на 20 процентов". Голод гонит людей из стран бедного "юга" к порогу "богатого севера". А если вспомнить, что рождаемость в развивающихся государствах выше, чем в развитых, картина становится еще мрачнее.

      Дороже  нефти. О том, что нехватка воды чревата кровопролитием, свидетельствует драматическая ситуация, которая уже сегодня сложилась на Ближнем Востоке. Здесь ощущается самый острый дефицит водных ресурсов. За последние 40 лет население в регионах Ближнего Востока и Северной Африки снизило потребление воды с 3300 до 1250 литров в год. Водная проблема серьезно омрачает и без того непростые отношения между странами региона. Пока речь идет о дипломатических конфликтах, но это только пока... Бывший Генеральный секретарь ООН Бутрос Гали считает, что следующая война на Ближнем Востоке вполне может вспыхнуть из-за воды. Это мнение разделяли и экс-премьер Израиля Ицхак Рабин, и король Иордании Хусейн. Основания для подобных опасений были и есть. В июле 1994 года на берегу Мертвого моря проходили израильско-иорданские переговоры. Целью их было предотвращение масштабного водного конфликта. Дело в том, что значительная часть воды реки Иордан до иорданцев не доходила. Иордан ежегодно несет 600 миллионов кубометров воды в Генисаретское озеро, а водные потоки, вытекающие из озера, использует уже Израиль. В ходе переговоров иорданские дипломаты доказывали, что 383 квадратных километра территории в долине реки Иордан было захвачено Израилем не во время шестидневной войны 1967 года, а позже, в 1970-м. Израиль тогда уступил, и мирный договор был подписан в том же году. Однако и сегодня Израиль продолжает забирать более половины потребляемого количества воды с оккупированных территорий. .[11,с.156]