Проблемы энергетики

вкусовые качества обитателей водной среды.  Нарушаются  пути  миграции  рыб,

идет разрушение кормовых угодий, нерестилищ и т. п.

    В  конечном  счете,  перекрытые  водохранилищами   речные   системы   из

транзитных превращаются в транзитноаккумулятивные. Кроме биогенных веществ,

здесь  аккумулируются  тяжелые  металлы,  радиоактивные  элементы  и  многие

ядохимикаты  с  длительным  периодом  жизни.  Продукты  аккумуляции   делают

проблематичным    возможность    использования    территорий,     занимаемых

водохранилищами, после их  ликвидации.  Имеются  данные,  что  в  результате

заиления равнинные водохранилища  теряют  свою  ценность  как  энергетические

объекты через 50-100 лет после  их строительства. Например,  подсчитано,  что

большая  Асуанская  плотина,  построенная на  Ниле  в 60-е   годы,   будет

наполовину заилена уже к 2025  году.  Несмотря  на  относительную дешевизну

энергии, получаемой за счет гидроресурсов, доля их в энергетическом  балансе

постепенно уменьшается. Это  связано  как  с  исчерпанием  наиболее  дешевых

ресурсов, так и с большой  территориальной емкостью  равнинных  водохранилищ.

Считается, что в перспективе  мировое производство энергии на  ГЭС  не  будет

превышать 5% от общей.

    Водохранилища   оказывают  заметное  влияние   на  атмосферные  процессы.

Например,  в  засушливых  (аридных)   районах,   испарение   с   поверхности

водохранилищ превышает  испарение с равновеликой поверхности  суши  в  десятки

раз.  С  повышенным  испарением  связано  понижение   температуры   воздуха,

увеличение туманных  явлений.  Различие  тепловых  балансов  водохранилищ  и

прилегающей суши обусловливает  формирование  местных  ветров  типа  бризов.

Эти, а также другие явления  имеют  следствием  смену  экосистем  (не  всегда

положительную),  изменение погоды.  В ряде  случаев в зоне  водохранилищ

приходится менять направление  сельского хозяйства. Например, в  южных  частях

мира некоторые  теплолюбивые  культуры  (бахчевые)  не  успевают  вызревать,

повышается заболеваемость растений, ухудшается качество продукции.

 

Экологические проблемы ядерной энергетики

 

    Ядерная энергетика  до недавнего времени  рассматривалась   как  наиболее

перспективная. Это связано  как с  относительно  большими  запасами  ядерного

топлива, так и со щадящим  воздействием на среду. К  преимуществам  относится

также  возможность  строительства  АЭС,  не  привязываясь  к  месторождениям

ресурсов, поскольку их транспортировка  не  требует  существенных  затрат  в

связи с малыми объемами. Достаточно отметить, что 0,5  кг  ядерного  топлива

позволяет получать столько  же энергии, сколько сжигание 1000 тонн  каменного

угля.

    До середины 80-х  годов человечество в ядерной  энергетике видело один из

выходов из энергетического  тупика. Только за 20 лет   (с  середины  60-х  до

середины 80-х годов) мировая  доля энергетики, получаемой  на  АЭС,  возросла

практически с  нулевых  значений  до  15-17%,  а  в  ряде  стран  она  стала

превалирующей. Ни один другой вид энергетики не имел таких темпов роста.  До

недавнего  времени  основные  экологические  проблемы  АЭС   связывались   с

захоронением отработанного  топлива, а также с ликвидацией  самих  АЭС  после

окончания допустимых сроков  эксплуатации.  Имеются  данные,  что  стоимость

таких ликвидационных работ  составляет от 1/6 до 1/3 от стоимости  самих  АЭС.

 При нормальной работе  АЭС  выбросы  радиоактивных   элементов  в  среду

крайне  незначительны.  В  среднем  они  в  2-4  раза  меньше,  чем  от  ТЭС

одинаковой мощности.

    К маю 1986г. 400 энергоблоков, работавших в мире  и дававших  более  17%

электроэнергии, увеличили  природный фон  радиоактивности  не  более  чем  на

0,02%. До Чернобыльской  катастрофы не  в  только  в  мире,  но  и  в   России

никакая отрасль производства  не  имела  меньшего  уровня  производственного

травматизма,  чем  АЭС.  За  30  лет  до  трагедии  при  авариях,  и  то  по

нерадиационным  причинам,  погибло  17  человек.  После  1986   г.   главную

экологическую опасность  АЭС стали  связывать  с  возможностью  аварий.  Хотя

вероятность их на современных  АЭС и невелика, но и  она  не  исключается.  К

наиболее крупным авариям  такого плана  относится  случившаяся  на  четвертом

блоке Чернобыльской АЭС.

    По различным  данным, суммарный выброс продуктов  деления от содержащихся

в реакторе составил от 3,5% (63 кг) до 28% (50 т).  Для  сравнения  отметим,

что  бомба,  сброшенная  на  Хиросиму,  дала  только  740  г  радиоактивного

вещества.

    В результате  аварии на  Чернобыльской  АЭС   радиоактивному  загрязнению

подверглась территория в  радиусе  более  2  тыс.  км,  охватившая  более  20

государств. В пределах бывшего  СССР пострадало 11  областей,  где  проживает

17 млн. человек. Общая  площадь загрязненных территорий  превышает 8 млн.  га,

или 80000 км2. В результате аварии погиб 31  человек и более 200  человек

получили дозу радиации, приведшую к лучевой болезни. 115 тыс.  человек  было

эвакуировано из наиболее опасной (30-километровой) зоны сразу  после  аварии.

Число жертв и количество эвакуированных жителей  увеличивается,  расширяется

зона загрязнения в  результате перемещения радиоактивных  веществ ветром,  при

пожарах, с транспортом  и т.  п.  Последствия  аварии  будут  сказываться  на

жизни еще нескольких поколений.

    После аварии  на Чернобыльской АЭС отдельные  страны  приняли  решение   о

полном запрете на строительство АЭС. В их числе Швеция,  Италия,  Бразилия,

Мексика.  Швеция,  кроме  того,  объявила  о  намерении  демонтировать   все

действующие  реакторы  (их  12),  хотя  они  и   давали   около   45%   всей

электроэнергии  страны.  Резко  замедлились  темпы  развития  данного   вида

энергетики в других странах. Приняты  меры  по  усилению  защиты  от  аварий

существующих, строящихся и  планируемых к строительству  АЭС.  Вместе  с  тем

человечество осознает, что  без  атомной  энергетики  на  современном  этапе

развития не обойтись. Строительство  и ввод  в  строй  новых  АЭС  постепенно

увеличивается.  В  настоящее  время  в  мире  действует  более  500  атомных

реакторов. Около 100 реакторов  находится в стадии строительства.

    В процессе  ядерных реакций выгорает  лишь  0,5-1,5%  ядерного  топлива.

Ядерный реактор мощностью 1000  МВт  за  год  работы  выделяет  около  60  т

радиоактивных отходов. Часть  их подвергается переработке, а  основная  масса

требует захоронения. Технология захоронения довольно сложна и  дорогостояща.

Отработанное топливо  обычно  перегружается  в  бассейны  выдержки,  где  за

несколько  лет  существенно  снижается  радиоактивность  и   тепловыделение.

Захоронение  обычно  проводится  на  глубинах  не  менее   500-600   шурфах.

Последние располагаются друг от друга на таком растоянии, чтобы исключалась

возможность атомных реакций.

    Неизбежный результат  работы АЭС  -  тепловое  загрязнение.  На  единицу

получаемой  энергии  здесь  оно  в  2-2,5  раза  больше,  чем  на  ТЭС,  где

значительно больше  тепла  отводится  в  атмосферу.  Выработка  1  млн.  кВт

электроэнергии на ТЭС  дает 1,5 км3 подогретых вод, на АЭС такой  же  мощности

объем подогретых вод достигает 3-3,5 км3.

    Следствием больших   потерь  тепла  на  АЭС   является  их  более  низкий

коэффициент полезного действия по сравнению с ТЭС.  На  последних  он  равен

35%, а на АЭС - только 30-31 %.

    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  (особенно при открытом

       способе);

     . изъятие земель  под строительство самих АЭС.  Особенно значительные

       территории  отчуждаются под строительство  сооружений для подачи,

       отвода  и охлаждения подогретых вод.  Для электростанции мощностью

       1000 МВт  требуется пруд-охладитель площадью  около 800-900 га. Пруды

       могут  заменяться гигантскими градирнями  с диаметром у основания 100-

       120 м  и высотой, равной 40-этажному зданию;

     . изъятие значительных  объемов вод из различных источников  и сброс

       подогретых  вод. 

 

 

 

Некоторые пути решения  проблем современной энергетики

 

    Несомненно, что   в  ближайшей  перспективе   тепловая  энергетика  будет

оставаться преобладающей  в энергетическом балансе мира  и  отдельных  стран.

Велика вероятность увеличения  доли  углей  и  других  видов  менее  чистого

топлива в получении энергии.  В  этой  связи  рассмотрим  некоторые  пути  и

способы их использования, позволяющие  существенно  уменьшать  отрицательное

воздействие   на   среду.   Эти   способы   базируются   в    основном    на

совершенствовании  технологий  подготовки  топлива и улавливания   вредных

отходов. В их числе можно  назвать следующие:

    1. Использование  и совершенствование очистных  устройств.  В  настоящее

время на многих ТЭС  улавливаются  в  основном  твердые  выбросы  с  помощью

различного вида фильтров.  Наиболее  агрессивный  загрязнитель  -  сернистый

ангидрид на многих ТЭС  не  улавливается  или  улавливается  в  ограниченном

количестве.  В то  же  время имеются ТЭС (США,   Япония),   на   которых

производится практически  полная очистка от данного загрязнителя, а также  от

окислов  азота  и  других  вредных  полютантов.   Для   этого   используются

специальные десульфурационные (для улавливания диоксида и триоксида серы)  и

денитрификационные  (для улавливания окислов азота)  установки.  Наиболее

широко  улавливание  окислов  серы  и   азота   осуществляется   посредством

пропускания  дымовых  газов  через  раствор  аммиака.  Конечными  продуктами

такого процесса являются аммиачная  селитра,  используемая  как  минеральное

удобрение,   или   раствор   сульфита   натрия   (сырье    для    химической

промышленности). Такими установками  улавливается  до  96%  окислов  серы  и

более 80% оксидов азота. Существуют и другие  методы  очистки  от  названных

газов.

    2. Уменьшение  поступления  соединений  серы  в  атмосферу  посредством

предварительного обессеривания (десульфурации) углей и других видов топлива

(нефть, газ, горючие  сланцы) химическими  или  физическими   методами.  Этими

методами удается извлечь  из топлива  от  50  до  70%  серы  до  момента  его

сжигания.

    3.  Большие   и  реальные  возможности   уменьшения   или   стабилизации

поступления  загрязнений  в  среду  связаны  с   экономией   электроэнергии.

Особенно велики такие  возможности за счет снижения энергоемкости  получаемых

изделий. Например, в США  на единицу  получаемой  продукции  расходовалось  в

среднем в 2 раза меньше энергии, чем в бывшем СССР. В  Японии  такой  расход

был  меньшим  в  три  раза.  Не  менее  реальна  экономия  энергии  за  счет

уменьшения металлоемкости продукции,  повышения  ее  качества  и  увеличения

продолжительности  жизни  изделий.  Перспективно  энергосбережение  за  счет

перехода на наукоемкие технологии, связанные с  использованием  компьютерных

и других слаботочных устройств.

    4.  Не  менее   значимы  возможности  экономии  энергии  в  быту  и   на

производстве  за  счет  совершенствования   изоляционных   свойств   зданий.

Реальную экономию энергии  дает  замена  ламп  накаливания  с  КПД  около  5%

флуоресцентными, КПД которых в несколько раз выше.

    Крайне расточительно  использование электрической энергии  для  получения

тепла. Важно иметь в  виду,  что  получение  электрической  энергии  на  ТЭС

связано с потерей примерно 60-65% тепловой энергии, а на АЭС - не менее  70%

энергии. Энергия теряется также при передаче ее по проводам  на  расстояние.

Поэтому прямое сжигание топлива  для получения тепла, особенно газа,  намного

рациональнее, чем через  превращение его в электричество,  а  затем  вновь  в

тепло.

    5. Заметно повышается  также КПД топлива при  его   использовании  вместо

ТЭС на ТЭЦ. В последнем  случае  объекты  получения  энергии  приближаются  к

местам ее потребления  и тем самым уменьшаются потери, связанные с  передачей

на расстояние. Наряду с  электроэнергией на ТЭЦ используется  тепло,  которое

улавливается   охлаждающими   агентами.   При   этом   заметно   сокращается

вероятность  теплового  загрязнения  водной   среды.  

 

 

Заключение

 

    В заключение  можно сделать вывод, что   современный  уровень  знаний,  а

также имеющиеся и находящиеся  в стадии разработок технологии дают  основание

для оптимистических прогнозов: человечеству не грозит тупиковая ситуация  ни

в отношении исчерпания  энергетических  ресурсов,  ни  в  плане  порождаемых

энергетикой экологических  проблем. Есть реальные  возможности  для  перехода

на альтернативные источники  энергии (неисчерпаемые и  экологически  чистые).

С этих позиций современные  методы получения энергии можно  рассматривать  как