В.И. Трухин, К.В. Показеев, В.Е. Куницын - Общая и экологическая геофизика (1119248), страница 94
Текст из файла (страница 94)
Загрязнение атмосферы: тепловой эффект, выделение в атмосферу газов и пыли. Причем имеет место глобальное воздействие (парниковый эффект, разрушение озонового слоя). !'л. 21. Энолоеипеепие проблемы оперееп~ини 488 3. Загрязнение гидросферы: тепловое загрязнение водоемов, выбросы загрязняющих веществ, изменение режима подземных и поверхностных вод. 4.
Загрязнение литосферы при транспортировке энергоноси- телей и захоронении отходов,при производстве энергии. 5. Загрязнение радиоактивными и токсичными отходами окружающей среды. б. Изменение гидрологического режима рек гидроэлектростанциями и, как следствие, загрязнение на территории водотока. 7. Создание электромагнитных полей вокруг линий электро"р 'д' 8. Изменяется видовое разнообразие в районах размещения объектов топливно-энергетического комплекса.
9. Инициирование геологических процессов. Топливно-энергетический комплекс поставляет в огромных количествах в окружающую среду оксид углерода, сернистый ангидрид, оксиды азота, углеводороды, сажу, тяжелые металлы, нефтепродукты, фенолы, хлориды, сульфаты и др. Как добиться того, чтобы постоянный рост энергопотребления не сопровождался ростом отрицательных последствий энергетики, учитывая, что в ближайшее время человечество ощутит ограниченность ископаемого топлива? В качестве путей решения проблемы можно указать следующие.
1. Экономия энергии. Степень влияния прогресса на экономию энергии можно продемонстрировать на примере паровых машин. Как известно, КПД паровых машин 100 лет назад составлял 3"5%о, а сейчас достигает 40%. Развитие мировой экономики после энергетического кризиса 70-х годов также показало, что на этом пути у человечества есть значительные резервы. В период с 1975 по 1985 г.
энергоемкость валового национального продукта США снизилась па 71%, Франции — на 70%о, Японии — на 78%. Однако общее потребление энергии продолжало расти. Применение ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий обеспечило значительное сокращение потребления топлива и материалов в развитых странах.
Гл. Я. Зкологииеекие ироблегкы эиергееиики 2. Развитие экологически более чистых видов производства энергии. Решить проблему, вероятно, способно развитие альтернативных видов энергетики, таких как солнечная и геотермвльная энергетика, ветровая энергетика, использование энергии океанов и других видов энергии. По принятой терминологии все виды энергии, в основе которой лежит солнечная энергия, называются возобновимыми источниками энергии.
В Европе 6% энергии от ее общего потребления производится на основе использования биомассы и гидроэнергии. Основные технологии, использующие возобновляемые источники энергии, приведены в табл. 21.2. Приведенный в таблице перечень достаточно широк, его рассмотрение показывает, что в перспективе возобновимые виды получения энергии могут потеснить методы получения энергии, основанные на ископаемых видах топлива. В большинстве стран мира запасы возобновимых видов энергии намного превышают запасы ненозобновимых видов энергии.
Например, в США оценки запасов общего объема энергии возобновимых видов составляют около 600000 млрд баррелей нефтяного эквиваленза, а оценки запасов общего объема энергии невозобновимых видов составляют около 45000 млрд баррелей нефтяного эквивалента. Более реальные оценки, проведенные с учетом ограничений, накладываемых на использование геотермальной и ветровой энергетики, уменыпают это превосходство запасов возобновимых видов энергии, по перспективность запасов сохраняется. Пока возобновимые источники дают не более 20% общемирового потребления энергии.
Основной вклад в эти 20% дают использование биомассы и гидроэпергетика. По мере совершенствования технологий возрастает вклад солнечной и ветровой энергетики. При определении перспектив развития того или иного вида энергетики встает вопрос об оценке экологического риска. Под экологическим риском подразумевается вероятность неблагоприятных для человека и биоты последствий загрязнений среды. Экологический риск включает экономические, экологические, биологические, социальные, токсикологические аспекты. Основная часть электроэнергии производится в настоящее время на тепловых электростанциях (ТЭС).
В 1989 г. в СССР на ТЭС было произведено 65%, на ГЭС 24%, на АЭС 11% ~120]. В 1997 г. в России доля разных источников в производство электроэнергии была следующей: природный газ - - 41,7%, Гл. 81. Эколоеичеекие проблемы онергешики 487 Табл и ца 21.2. Основные технологии, использукэщие возобновляе- мые источники энергии [ЗЦ Область применения Освещение, отопление и охлаждение помещений Тепловая энергия. Жидкие и газообразные топлива Тепло и электро- энергия Тепло и электро- энергия Промышленное и коммунальное элек- троснабжение Коммунальное и промышленное энер- госнабжение Технологии и типичный размер систем Фотопреобразование энергии с использова.- нием гелиотехники. Гелиоконцентраторы с тепловой мощностью от 1 до 500 кВ. Плоские гелиоконцентраторы. Гелиоконцентраторы на вакуумных трубках.
Системы сезонного накопления Пассивные гелиоустановки с тепловой мощ- ностью от 1 до 500 кВт Тепловые голиоустаповки мощностью от 4 кВт до 100 МВт. Гелиоконцентраторы с вогнутыми параболическими отражателями. Гелиокопцентраторы с составными параболическими отражателями. Гелиоконцептраторы с фокусирующими линзами Фотоэлектрические гелиоустановки с мощностью от Вт до МВТ (солнечпыс батареи). Плоские коллекторы, гелиоконцентраторы Фотопреобразование энергии с использованием биомассы (тепловая мощность от кВт до сотен МВт). Прямое сгорание.
Анаэробное разложение. Пиролиз, газификация топлива Ветроэнергетические установки с мощно- стью от 100 Вт до МВТ. Турбины с верти- кальной или горизонтальной осью Геотермвльные станции мощностью от де- сятков кВт до десягков МВт. '!ермальные воды. Сухие породы. Магма Гидроэлектростанции мощностью от десят- ков Вт до тысяч МВт. Плотинные ГЭС Электроста>п!ии, использующие энергию океана. Волновые энергоустановки мощносгью от Вт до 500 кВт.
Приливные станции мощностью до МВт. Преобразование тепловой энергии океана. агрев воды, отопление и охлаждение помещений. Получение тепла для промышленных и сельскохозяйственных г елей Получение тепла и электроэнергии для промышленных и сельскохозяйственных целей Дистанционное питание, коммунальное электроснабже- ние Гл. гв Зкологичеекие кроблеэкы эиергеглики гидроэнергетика 19.,7%; уголь 18,8%; атомные электростанции 12,9%; нефть .- 5,7%, :прочие источники .. 1,2%. В большинстве стран мира доля электроэнергии, вырабатываемой на ТЭС, больше 50%.
В качестве топлива на ТЭС обычно используют уголь, мазут, газ, сланцы. Сжигаемое органическое топливо превращается в отходы, причем масса продуктов сгорания в несколько раз превышает массу исходного топлива за счет присоединения кислорода и азота. Ископаемое топливо относится к иевозобновимым ресурсам. Согласно многим оценкам угля на планете хватит па 100"-300 лет, нефти —. на 40 -80 лет, природного газа --. на 50- 120 лет. Коэффициент полезного действия ТЭС составляет в среднем 36 — 39%. Наряду с топливом ТЭС потребляет значительное количество воды. Типичная ТЭС мощностью 2 млн кВт ежесуточно потребляет 18000 т угля, 2500 т мазута, 150000 мз воды.
На охлаждение отработанного пара на ТЭС используются ежесуточно 7 млн м воды, что приводит к тепловому загрязнению водоема-охладителя. За год рабюты такая ТЭС выбрасывает в атмосферу около 43 тыс. т золы, 220 тыс. т ЯОв, 40 тыс. т оксидов азота. При производстве электроэнергии и тепловой энергии в окружающей среде рассеивается в виде горящих газов и теплой воды до 60% исходной энергии. При этом для охлаждения циркуляционных вод станций нужны водохранилища большой площади, например для станции мощностью 1 ГВт требуется водоем площадью ие менее 20 кмг. Обычно водоемы используются не только для охлаждения, но и для водоснабжения, рекреации, рыбного и сельского хозяйства. Тепловое действие затрудняет использование водоемов для задач перечисленных отраслей.
Основным показателем, который определяет интенсивность тепловых сбросов, является тепловая нагрузка. По нормативам на 1 кВт установленной мощности отводится 4 "6 м водной площади. В естественных водоемах температура воды меняется в течение года, соответственно меняется и температура воды, поступающей в водоемом. Например, в водосбросном канале Ленинградской АЭС температура меняется от 10-12'С зимой и до 30 35'С летом. Поступление больших масс теплой воды в водоем формирует вертикальную стратификацию, обширную зону прогрева, форма и размер которой меняются в зависимости от времени года, изменяет режим ледостава и продолжительность биологического вегетационного режима.
В подогреваемом водоеме при наличии биогенов развитие фитопланктона увеличивается Гл. 21. Эколоеинеекие проблемы онергеглики 489 в десятки рвз. В конечном счете, изменяется видовая структура экосистемы водоема развитие сине-зеленых водорослей, изменение численности и видового состава планктона и рыбы. Например, в заполярном озере Имандра, которое используется для охлаждения вод с Кольской АЭС, исчез холодолюбивый голец, но появилась теплолюбивая радужная форель. Известно много случаев, когда в водоемах охладителях средней полосы хорошо акклиматизируются рыбы теплолюбивых видов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
