Экологическая цена энергии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Кафедра технологии важнейших отраслей промышленности

 

 

 

РЕФЕРАТ

на тему:  
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕНА ЭНЕРГИИ

 

 

 

 

 

ВЫПОЛНИЛА:

Студентка ФФБД,                                                                Э. Г. Гилевич 
1 курс, ДФК-2                                                       

 

Проверила, 
доцент                                                                                      С. В. Некраха

 

 

 

 

 

Минск, 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………...3

1 Экологические проблемы тепловой энергетики……………………………...4

2 Экологические проблемы гидроэнергетики…………………………………..6

3 Экологические проблемы ядерной энергетики……………………………….7

4 Нетрадиционные источники  получения энергии……………………………..8

4.1 Приливные электростанции и их экологическая оценка…………………...8

4.2 Экологическая оценка использования энергии волн……………………….9

4.3 Экологическая оценка использования энергии морских и океанских течений…………………………………………………………………………….9

4.4 Экологическая оценка использования энергии ветра……………………..10

4.5 Экологическая оценка использования лучистой энергии Солнца………..11

4.6 Экологическая оценка использования биомассы………………………….12

Заключение……………………………………………………………………….14

Список использованных источников…………………………………………...15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Жизнедеятельность любого живого организма невозможна без энергообмена с окружающей средой. Энергетический баланс организма поддерживается путем  потребления пищи, обладающей определенной энергетической ценностью, и теплообмена  с окружающей средой. Существенно  в этом плане отличается человек. Он стал самым могущественным существом  на Земле, сумев утвердить своё господство на суше, на воде и в воздухе. Для  утверждения и поддержания этого  могущества требуется колоссальное количество энергии.

Энергия всегда играла и  продолжает играть важную роль в жизнедеятельности  человеческого общества. Все виды деятельности человека связаны с  затратами энергии. Современный человек тратит энергии почти в 24 раза больше, чем необходимо для его жизнеобеспечения как биологического организма. Переход человечества к освоению новых видов топлива для получения необходимой для промышленного производства энергии связан с так называемыми «промышленными революциями». Эти промышленные революции, которые человек целиком относит на свой счет, не могли произойти без запасов энергии, законсервированной растениями в ископаемом топливе. Погибая, растения аккумулировали энергию в отложениях каменного угля, торфе и даже нефти.

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор  как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство  человека в природу резко усилилось, расширился объем этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновляемых видов сырья повышается, всё больше пахотных земель выбывает из экономики, так как на них строятся города и заводы. Человеку приходится всё больше вмешиваться в хозяйство биосферы – той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию.

 

 

 

 

 

1 Экологические  проблемы тепловой энергетики

Сжигание топлива не только основной источник энергии, но и важнейший  поставщик в среду загрязняющих веществ. Тепловые электростанции в  наибольшей степени «ответственны» за усиливающийся парниковый эффект и выпадение кислотных осадков. Они, вместе с транспортом, поставляют в атмосферу основную долю техногенного углерода (в основном в виде СО₂), около 50% двуокиси серы, 35-40%-окислов азота и около 35% пыли.

В выбросах ТЭС содержится значительное количество металлов и  их соединений. При пересчете на смертельные дозы в годовых выбросах ТЭС мощностью 1млн. кВт содержится алюминия и его соединений свыше 100 млн. доз, железа-400 млн. доз, магния-1,5 млн. доз. Летальный эффект этих загрязнителей  не проявляется только потому, что  они попадают в организмы в  незначительных количествах. Это, однако, не исключает их отрицательного влияния  через воду, почвы и другие звенья экосистем.

Можно считать, что тепловая энергетика оказывает отрицательное  влияние практически на все элементы среды, а также на человека, другие организмы и их сообщества.

Вместе с тем влияние  энергетики на среду и ее обитателей в большей мере зависит от вида используемых энергоносителей (топлива). Наиболее чистым топливом является природный  газ, которого Беларусь использует 18,4 млрд.куб.м в год, далее следует нефть (мазут).  
Беларусь потребляет 21 миллион тонн в год, каменные угли, бурые угли, сланцы, торф.

Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он является наиболее распространенным ископаемым топливом на Земле. По оценкам специалистов, его запасы на нашей планете составляют около 7 * 10¹² т. Только разведанных месторождений угля (3 * 10¹⁰ т) при нынешних темпах использования хватит на несколько веков. Основные залежи угля образовались 210—280 млн лет назад в каменноугольный период и сосредоточены в России, США, Китае и Украине. В этих странах находится почти 88% известных запасов угля. В России сосредоточено 5,5% мировых запасов угля, что составляет более 200 млрд тонн.

 

К сожалению, уголь нельзя отнести  к экологически чистым видам топлива. Теплоэлектростанции (ТЭС), работающие на угле, дают 10—25 кг вредных выбросов на 1 кВт * ч энергии. В мире наметились два пути снижения вредного воздействия угольной энергетики на биосферу. Так, в США построен ряд ТЭС на угле практически с полной очисткой вредных выбросов. В ЮАР налажено производство по переработке угля в синтетическое жидкое топливо, горючий газ и полукокс. Это направление является довольно перспективным, так как нефть и природный газ, являющиеся основой современной энергетики, скоро иссякнут.

 

Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при  анаэробном разложении органических веществ. Основную часть природного газа составляет метан (СН₄) — до 98%.

 

Широкое использование природного газа в энергоустановках связано с тем, что он имеет ряд существенных преимуществ перед другими видами топлива. Газ легко транспортируется на большие расстояния, практически не требует подготовки и переработки перед использованием, количество вредных выбросов при сжигании минимально.

 

Нефть в чистом виде как энергоноситель не используется. В результате ее перегонки получается бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, масла и т.д. Бензин и дизельное топливо используются в двигателях внутреннего сгорания, керосин — в турбореактивных и реактивных двигателях летательных аппаратов, а мазут сжигается в электростанциях и в котельных. По сравнению с природным газом нефть и нефтепродукты при сжигании дают значительно большее количество вредных веществ, что связано с наличием примесей серы, фосфора и т.д.

 

Серьезные экологические проблемы связаны с твердыми отходами ТЭС- золой и шлаками.

 

 Выбросы ТЭС являются существенным  источником такого сильного канцерогенного вещества, как бензо(α)пирен. С его действием связано увеличение онкологических заболеваний. В выбросах угольных ТЭС содержатся также окислы кремния и алюминия. Эти абразивные материалы способны разрушать легочную ткань и вызывать такое заболевание, как силикоз, которым раньше болели шахтеры.

 

 

 

 

 

 

 

2 Экологические  проблемы гидроэнергетики

В настоящее время наибольший вклад  в топливно- энергетический баланс планеты из возобновляемых источников энергии вносит гидроэнергетика (до 4%).

 

В мире построены достаточно мощные ГЭС, установленная мощность каждой из которых достигает несколько тысяч МВт. На сегодняшний день наиболее крупные ГЭС в России: Красноярская (6000 МВт) и Братская (4100 МВт). До аварии 17 августа 2009 г. наиболее мощной была Саяно-Шушенская ГЭС (6400 МВт). Самая большая ГЭС в США — Грэнд-Кули — имеет мощность 6480 МВт, она занимает второе место в мире, уступая лишь станции Итайпу (12 ГВт), построенной в 1980-х гг. на реке Парана в Бразилии. В Беларуси самой мощной является Осиповичская ГЭС мощностью 2,17 МВт.

 

Учитывая, что потенциал строительства  крупных ГЭС в развитых странах  давно исчерпан или близок к исчерпанию, во многих регионах активизировалось строительство гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). ГАЭС — гидроэлектростанция, которая перекачиванием воды из нижнего бассейна в верхний накапливает (аккумулирует) избыточную энергию, вырабатываемую другими электростанциями, когда спрос на электрическую энергию мал (например, ночью), и преобразует потенциальную энергию запасенной воды в электрическую в часы пиковых нагрузок в энергосистеме.

 

Строительство ГЭС и ГАЭС на равнинных  реках приносит ощутимый экологический вред: затапливаются достаточно большие площади лесов и сельхозугодий, разрушаются сложившиеся за тысячи лет водные экосистемы, гигантские водохранилища оказывают влияние на климат. Кроме того, в искусственных водохранилищах помимо биогенных веществ аккумулируются тяжелые металлы, радиоактивные элементы и многие ядохимикаты с длительным периодом распада. Продукты аккумуляции делают проблематичным использование в агроэкосистемах территорий, занимаемых водохранилищами после их ликвидации. С этой точки зрения экологически более безопасными являются ГЭС на горных реках.

В воде основных рек Беларуси, по данным, полученным на сети мониторинга поверхностных  вод Департамента по гидрометеорологии, превышение загрязняющие веществ особенно часто фиксировались по железу общему (85–100% от общего количества определений), марганцу (76–98%) и меди (55–91%). По цинку  они составили 8–100%, азоту нитритному – 10–75, азоту аммонийному – 13–68, БПК₅ – 4–62, нефтепродуктам – 2–22%.

3 Экологические  проблемы ядерной энергетики

Источником радиоактивного загрязнения, вокруг которого кипят общественные страсти, являются атомные электростанции (АЭС), хотя при нормальной работе выбросы  радиоактивных веществ от них  не так существенны. К настоящему времени работает около 400 атомных  энергетических установок, дающих примерно 1,5% мирового производства электроэнергии.

 

Атомная энергетика до катастрофы на ЧАЭС не вызывала больших опасений. Теперь очевидно, что наиболее опасным  и широкомасштабным вмешательством человека в природу является использование энергии деления ядра. Несмотря на это, сегодня еще много сторонников использования ядерной энергетики. Этому есть серьезные причины: нефть и природный газ иссякнут в ближайшем обозримом будущем, а это более 60% в топливно-энергетическом балансе. Их необходимо чем-то заменить. Потенциал возобновляемых источников энергии ограничен, поэтому до сих пор остается много сторонников использования ядерного топлива.

 

Для Беларуси – страны, имеющей  динамичную экономику и в то же время испытывающей острую нехватку собственных топливно-энергетических ресурсов, - развитие атомной энергетики имеет стратегическое значение в  обеспечении энергетической безопасности и экономической независимости. 

Но развитие атомной энергетики влечёт за собой ряд проблем. В  целом можно назвать следующие  воздействия АЭС на среду:

• разрушение экосистем и их элементов (почв, грунтов, водоносных структур и т.п.) в местах добычи руд;
• изъятие земель под строительство самих АЭС;
• изъятие значительных объемов вод из различных источников и сброс подогретых вод. Если эти воды попадают в реки и другие источники, в них наблюдается потеря кислорода, увеличивается вероятность цветения, возрастают явления теплового стресса у гидробионтов;
• не исключено радиоактивное загрязнение атмосферы, вод и почв в процессе добычи и транспортировки сырья, а также при работе АЭС, складирования и переработке отходов, их захоронениях.

 

 

 

4 Нетрадиционные источники получения энергии

В качестве возобновляемых и нетрадиционных источников энергии  с учётом природных, географических и метеорологических условий  республики  Беларуси рассматриваются дрова и древесные отходы, гидроресурсы, ветроэнергетический потенциал, биогаз из отходов животноводства, солнечная энергия, фитомасса, твердые бытовые отходы, отходы растениеводства, геотермальные ресурсы. Их динамическое широкое применение в республике очень важно по нескольким причинам. Во-первых, работы по их использованию будут способствовать развитию собственных технологий и оборудования, которые впоследствии могут стать предметом экспорта; во-вторых, эти источники зачастую являются экологически чистыми; в-третьих, развитие таких источников  повышает энергетическую безопасность государства.  Однако иногда их использование также сопряжено с рядом экологических проблем. Рассмотрим различные альтернативные источники получения энергии в мире и дадим им экологическую оценку.

 

4.1 Приливные электростанции  и их экологическая оценка

Во многих странах начато строительство и построены приливные  электростанции. Приливная электростанция (ПЭС) — особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а  фактически кинетическую энергию вращения Земли. Из-за приливов вращение Земли замедляется. При этом примерно на 0,001 с за 100 лет возрастает время одного оборота.