С каждым годом проблемы энергосбережения и экологии становятся все актуальнее для современного общества. Природные ресурсы постоянно дорожают, растут цены на электроэнергию и тепло, а экология на нашей планете лишь ухудшается. Казалось бы - где связь между энергосбережением и экологий? Но на самом деле сегодня эта связь как нельзя лучше прослеживается. Эксперты отмечают, что тесная взаимосвязь между энергосбережением и экологией существует: если в промышленных масштабах такую связь легко проследить, то на бытовом уровне имеет место косвенное взаимодействие.

В современном мире активное использование энергосберегающих технологий приводит к значительному сокращению затрат на электроэнергию, что в свою очередь уменьшает негативное воздействие на окружающую нас среду. Неудивительно, что современные люди, желающие жить в хорошей экологической обстановке, все чаще начинают задумываться и ценить экологически чистые материалы, чистый воздух и воду, натуральные продукты питания и здоровую экологию вокруг себя. Человек научился понимать, что от того, каким воздухом он дышит и какую воду он пьёт, зависит его здоровье и благополучие.

Каждый человек, пользуясь ежедневно современными благами цивилизации, оставляет свой энергетический след на планете. Ведь практически все современные блага цивилизации потребляют в том или ином виде энергию. Одни только тепловые электростанции, которые вырабатывают электроэнергию для наших электроприборов, являются основными загрязнителями окружающей среды и наносят огромнейший ущерб нашей природе и экологии. Поэтому, рациональное использование электрической и тепловой энергии способно снизить пагубное воздействие на окружающую среду. А хороший проект электроснабжения , выполненный специалистами, позволит оптимизировать электрическую составляющую в доме, квартире или офисе.

Таким образом, энергосбережение - это ни что иное, как забота об экологии нашей планеты и о сохранности своего кошелька. Ведь с каждым годом счета за электроэнергию растут, "съедая" не малую часть семейного или корпоративного бюджета. Переход на экологические световые решения в своей квартире, доме или офисе позволят не только улучшить качество освещения, но и снизить выбросы СО2 при производстве такой энергии.

Сегодня существует множество способов улучшить энергосбережение, но чтобы эффект был заметен и ощутим следует подойти к этому делу довольно ответственно. Лишь замена обычных ламп накаливания на энергосберегающие не решит этот вопрос. Качественное проектирование электрических сетей играет немаловажную роль в этом вопросе. Ведь проектирование электроснабжения позволит сэкономить время и деньги для будущих проектов по энергосбережению.

Конечно, энергоэффективность каждого отдельно взятого дома находится в руках его жильцов и собственников. Использование современной высокотехнологичной техники в совокупности с изменением наших расточительных привычек позволит экономить до 40% электроэнергии. А электропроект , составленный опытными специалистами, даст рекомендации по правильному и эффективному использованию электрооборудования в помещении, что позволит еще больше увеличить процент экономии электричества.

Внедрение энергоэффективных технологий снизит потребление электро- и теплоэнергии, что в конечном позволит теплоэлектростанциям вырабатывать меньшие объемы энергии, сжигать меньше природного газа. Таким образом, мы уменьшим выброс вредных веществ в атмосферу. Такой общий подход к проблеме взаимодействия энергосбережения и экологии поможет сделать окружающую нас среду более чистой и комфортной. Ведь экология планеты - это наше общее дело!

Как показывает многолетний опыт, экология и энергосбережение довольно тесно связаны друг с другом. Ведь невозможно отрицать, что нерациональное использование природных ресурсов резко негативно сказывается на окружающей среде. На сегодняшний день человеческая деятельность уже привела к губительному воздействию на экологию, и энергосбережение в современных условиях становится единственной надеждой на изменения в лучшую сторону. Глобальные масштабы преобразований будут достигнуты только тогда, когда каждый человек начнет бережно и экономно расходовать энергетические ресурсы. А в недалеком будущем использование альтернативных источников энергии вкупе с повсеместным энергосбережением дадут возможность обеспечить щадящее отношение к природе.

Активное функционирование и развитие достаточно быстрыми темпами промышленных и энергетических предприятий приводит к целому ряду проблем экологии, и энергосбережение могло бы отчасти способствовать их разрешению. Принятие программы по эффективному использованию ресурсов на государственном уровне стало важным шагом на пути решения первостепенных задач в области экологии. И энергосбережение – важнейшая составляющая этого процесса. От того, как продуктивно будут внедряться технологии энергосбережения, во многом зависит и экологическое состояние. Таким образом, к проблемам экологии и энергосбережения следует применять системный подход, учитывая пропорциональное воздействие экологического здоровья региона на все процессы жизнедеятельности общества.

Сегодня подавляющее большинство стран мира стремится к охране экологии, и энергосбережение – не единственный способ достижения желаемого результата. Приоритетным направлением во многих странах считается сегодня применение возобновляемых источников энергии. Подобные источники более доступны по стоимости и безопасны в процессе применения, чем традиционные источники энергии. Самыми популярными и часто используемыми альтернативными источниками энергии являются солнечные батареи, генераторы ветровой энергии, и гидротурбинные установки. По мощности выработки энергии они не во многом уступают широко известным и применяемым источникам получения энергетических ресурсов, а порой и превосходят их по различным параметрам, но коэффициент полезного действия у них значительно выше. По оценкам экспертов, у возобновляемых источников энергии феноменальный потенциал, при этом они не оказывают вредного влияния на экологию, и энергосбережение в случае полного перехода на альтернативную энергетику отчасти утратит свою актуальность. Но самые оптимистичные прогнозы обещают полный переход к альтернативным источникам энергии не ранее, чем через 30-40 лет, пока же применяются традиционные источники, от этого страдает экология, и энергосбережение в буквальном смысле жизненно необходимо для дальнейшего существования человечества.

Вопросы экологии и энергосбережения рассматриваются сегодня во всех региональных программах развития энергетики, где одним из основных приоритетов является сохранение экологии, и энергосбережению уделяется первоочередное внимание. Комплексный подход к экологии и энергосбережению позволит всем получить свои плюсы. Обычный гражданин сможет меньше платить по счетам за израсходованные им энергоресурсы, а промышленные предприятия, как гигантские, так и небольшие, снизят себестоимость конечного продукта и количество издержек в процессе производства. Суммы, сэкономленные благодаря рациональному использованию энергетических ресурсов, государство сможет направить на развитие экономики и социальной сферы, а главное – природа сможет хоть немного отдохнуть от непрерывного воздействия людей.

Определение 1

Экология – это наука, которая изучает среду обитания различных живых организмов, их взаимодействие между собой и со своей средой обитания.

Сегодня ситуация сложилась так, что человек наносит окружающей среде непоправимый вред. Во многом это связано с неразумным использованием природных ресурсов. Одна из важнейших задач экологии состоит в том, чтобы сохранять и приумножать природные ресурсы.

Экология и энергосбережение – это два понятия, которые неразрывно связаны друг с другом. Каждый день мы используем электроэнергию для организации своего быта. Тепловые электростанции, которые поставляют нам эту энергию являются самыми загрязняющими среду производствами. Очевидно, что если мы хотим сохранить нашу планету живой и здоровой, нам следует использовать эту энергию экономно и целесообразно. Таким образом мы сможем уменьшить тот вред, который электростанции наносят природе.

Энергетика и окружающая среда

Уровень развития общества определяется количеством энергии, которое расходуется на одного человека. Сегодня основными источниками энергии являются нефть, уголь, газ. Работа тепловых и энергетических котельных и ТЭС разным способом оказывает влияние на окружающую среду:

• в атмосферу нашей планеты поступает большое количество вредных отходов,
• в водоемы сбрасывают вредные вещества и нагретые воды,
• потребляется большое количество кислорода,
• большие участки земли используются под отходные полигоны и захоронения.

Загрязнение почвы, воды и воздуха приводит к так называемому парниковому эффекту. В результате чего температура на нашей планете повышается и тем самым запускаются другие необратимые последствия. Так же следует отметить что такие источники энергии как нефть, газ и уголь, очень трудно восполняются, а значит в скором времени из-за их нерационального использования они могут иссякнуть.

Альтернативные источники энергии

Современные учение стремятся найти альтернативные источники энергии.

Замечание 1

Под понятием «источник энергии» понимаются природные вещества или явления, которые позволяют людям получать энергию.

Альтернативные источники энергии противопоставляют традиционным источникам. К традиционным, как мы уже указывали выше, относятся нефть, газ и уголь. Альтернативные источники нужны для того чтобы уменьшить негативное влияние традиционных источников энергии, которые наносят вред окружающей среде, а также являются исчерпаемыми. Существуют источники, которые способны предоставлять альтернативную энергию:

• энергия солнца
• энергия ветра
• энергия воды
• энергия земли
• биотопливо

Солнечную энергию получают из солнечного излучения. Солнечная энергия считается возобновляемым источником энергии. Под термином «возобновляемый источник» подразумевают неиссякаемые источники энергии. Плюсом этого вида энергии является ее экологичность, то есть процесс получения энергии не влечет за собой выброс вредных отходов и не загрязняет окружающую среду. Солнечную энергию получают с помощью солнечных электростанций. Данный вид энергии имеет как достоинства, так и недостатки. К достоинствам можно отнести доступность и, как было сказано выше, неиссякаемость и полную безопасность для окружающей среды.

К минусам относится зависимость от погодных условий и времени суток, из-за чего данный вид энергии можно использовать регулярно только в определенных климатических зонах. К недостаткам также относится и высокая стоимость подобных энергетических установок, так как в их производстве используются дорогостоящие элементы. Также эксплуатация солнечных энергостанций требует использования больших площадей.

Энергию ветра получают путем преобразования кинетической энергии ветра в атмосфере в любую другую форму энергии. Для этого используют различные приспособления, например, ветрогенераторы, ветряные мельницы, паруса. Энергию, полученную из ветра, также относят к возобновляемым видам энергии. Кроме того, энергия ветра доступна и безопасна для окружающей среды. К плюсам использования ветреной энергетики так же можно отнести и то, что ветреные энергостанции просты в обслуживании, не требуют длительной установки и больших затрат.

Но безусловно, существуют и некоторые минусы, например, мощность такой энергетической установки не зависит от человека, а зависит от природы, то есть от силы ветра. К незначительным минусам некоторые противники этой технологии относят опасность для птиц, ухудшение приема теле- и радио сигналов, изменения в ландшафте.

Суть водной энергетики состоит в том, чтобы преобразовывать кинетическую энергию водных масс в электрическую энергию. Энергию получают, используя гидроэлектростанции. Сила потока воды оказывает воздействие на турбины, которые вырабатывают электричество. Несомненным плюсом использования подобных установок является то, что этот источник энергии является неиссякаемым. Кроме того, гидроэлектростанции безопасны для окружающей среды. Энергия, полученная подобным способом достаточно дешевая. Наряду с плюсами есть и минусы, например, зависимость от погодных, климатических и природных условий. Строить станции можно только в определенных местах. Еще один недостаток заключается в том, что энергию, полученную таким способом трудно сохранить для реализации в более поздние сроки.

В научном сообществе электроэнергию, полученную с помощью тепловой энергии недр Земли, называют геотермальной энергией. Добывают ее благодаря использованию геотермальных электростанций. При остывании наша планета выделяет огромное количество энергии, которое в тысячи раз больше, чем выделяет ископаемое топливо. Энергия Земли является возобновляемым источником энергии. К достоинствам этого метода добычи электроэнергии можно отнести и то что он не зависит от условий окружающей среды. Минусы включают в себя высокую стоимость строительства и обслуживания таких электростанций. Также считается что подобные станции нельзя назвать полностью безопасными для окружающей сред, так как в результате работы станции происходит выброс пара, который может содержать вредные вещества.

Под понятием биотопливо понимается топливо которое было получено из животного или растительного сырья. Биотопливо может быть трех видов:

• твёрдое
• жидкое
• газообразное

Твердое биотопливо это дрова, щепки, солома. Сегодня человек выращивает специальные энергетические леса, которое состоят из пород быстрорастущих деревьев.

Жидкое топливо представлено в основном биоэтанолом и биодизелем. Биоэтанол в основном производят из сахарного тростника и кукурузы. Биодизель получают из жиров растительного и животного происхождения.

Газообразное биотопливо представлено биогазом, биоводородом, метаном. Биогаз получают из продуктов брожения органических отходов. Биоводород – это водород, который получили из биомассы термохимическим или биохимическим способ.

Заключение

Сегодня ученые бьются над тем, чтобы уменьшить расход ресурсов, которые человечество тратит на получение энергии. С каждым днем энергии требуется все больше и больше, а ресурсов остается все меньше. На современном этапе важно научится сберегать и рационально расходовать энергию, полученную из традиционных источников. Еще более важным является разработка новых неисчерпаемых, экологичных источников энергии, это поможет на долгие года сохранить нашу окружающую среду живой и здоровой.

Экологические проблемы энергосбережения

1.

2.

3.

4. Гидроэлектростанции и окружающая среда.

1. Влияние энергетики на окружающую среду

Энергетика – один из источников неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека. Она влияет на атмосферу (потребление кислорода, выбросы газов, влаги и твердых частиц), гидросферу (потребление воды, создание искусственных водохранилищ, сбросы загрязненных и нагретых вод, жидких отходов) и на литосферу (потребление ископаемых топлив, изменение ландшафта, выбросы токсичных веществ).

Глобальное потребление топлива возросло в 30 раз почти за 200 лет, прошедших со времени начала индустриальной эпохи.

Подобный рост потребления энергии происходил спонтанно, независимо от воли человека. Это не только не вызывало тревоги у широкой общественности, но и рассматривалось как благоприятный фактор развития человечества.

Общепринятая классификация подразделяет источники первичной энергии на коммерческие и некоммерческие.

Коммерческие источники энергии включают в себя твердые (каменный и бурый уголь, торф, горючие сланцы, битуминозные пески), жидкие (нефть и газовый конденсат), газообразные (природный газ) виды топлива и первичное электричество (электроэнергия, произведенная на ядерных гидро-, ветровых, геотермальных, солнечных, приливных и волновых станциях).

К некоммерческим относят все остальные источники энергии (дрова, сельскохозяйственные и промышленные отходы, мускульная сила рабочего скота и собственно человека).

Мировая энергетика в целом основана преимущественно на коммерческих энергоресурсах.

Подобный акцент характерен для длительной индустриальной фазы развития общества в прошлом и, вне всякого сомнения, сохранится и в ближайшие десятилетия.

Однако в последующую четверть века произошли значительные изменения в мировой энергетике, связанные прежде всего с переходом от экстенсивных путей ее развития, от энергетической эйфории к энергетической политике, основанной на повышении эффективности использования энергии и всемерной ее экономии.

Поводом для этих изменений стали энергетические кризисы 1973 и 1979 гг., стабилизация запасов ископаемого топлива и удорожание его добычи, желание уменьшить обусловленную экспортом энергоресурсов зависимость экономики от политической нестабильности в мире. К этому стоит добавить всевозрастающее осознание правительствами цивилизованных стран потенциальной опасности крупномасштабных последствий развития энергетики и озабоченность по поводу растущей деградации условий жизни в связи с экологическим прессом на локальном уровне (кислотные дожди, загрязнение воздуха и воды, тепловое загрязнение).

В течение всей первой половины ХХ столетия уголь с явным преимуществом держал первенство среди источников коммерческой энергии (более 60 % до 1950 г.). Однако в послевоенные годы резко увеличивается добыча нефти, что связано с открытием новых месторождений и с колоссальными потребительскими достоинствами этого вида ископаемого топлива.

Вклад первичного электричества в мировой энергобаланс не являлся определяющим в прошлом (4,3 % в 1950 г.), не определяет энергетику мира в целом и в настоящее время (около 12,6 % в 1995 г.). Отметим, что пересчет первичного электричества производился на основе соотношения, учитывающего глобально осредненный КПД ТЭС равный 0,385 – это равносильно утверждению, что 1 кВт·ч = 0,319 кг у. т. (так называемый «физический эквивалент» 1 кВт·ч первичного электричества, часто без должных оснований используемый в мировой литературе и не предполагающий отличий между тепловой и электрической энергией, составляет лишь 0,123 кг у. т.).

2. Тепловые электростанции и окружающая среда

ТЭС, потребляя энергоресурсы в виде твердого, жидкого и газообразного топлива, производят электрическую (до 75 % общей выработки электроэнергии мира) и тепловую энергии, при этом вся материальная масса топлива превращается в отходы, поступающие в окружающую среду в виде газообразных и твердых продуктов сгорания (рис. 1). Эти отходы в несколько раз (при сжигании газа в 5, а при сжигании антрацита в 4 раза) превышают массу использованного топлива.

Рис. 1. Влияние ТЭС на окружающую среду

1 – котел; 2 – дымовая труба; 3 – турбина; 4 – генератор; 5 – подстанция; 6 – конденсатор; 7 – конденсатами насос; 8 – питательный насос; 9 – линия электропередачи; 10 – потребители электроэнергии

Выбрасываемые в окружающую среду продукты сгорания определяются видом и качеством топлива, а также методом его сжигания. В настоящее время около 70% общего производства электроэнергии ТЭС обеспечивается конденсационными электростанциями.

Вся тепловая энергетика мира ежегодно выбрасывает в атмосферу Земли более 200 млн т оксида углерода, более 50 млн т различных углеводородов, почти 150 млн т диоксида серы, свыше 50 млн т оксида азота, 250 млн т мелкодисперсных аэрозолей. Производство электрической и тепловой энергии на базе органического топлива является, таким образом, уникальным по масштабам материального и энергетического обмена с окружающей средой. Ни у кого не вызывает сомнения, что подобная «деятельность» тепловой энергетики вносит существенный вклад в нарушение того баланса установившихся в биосфере круговых процессов, которое все отчетливее стало проявляться в последние годы. Нарушение баланса отмечается не только по вредным веществам (оксиды серы и азота), но и по углекислому газу. Этот дисбаланс с увеличением масштабов производства электроэнергии на базе органического топлива может, как теперь многие считают, в отдаленной перспективе привести к значительным экологическим последствиям для всей нашей планеты.

Не меньшую тревогу вызывают и огромные безвозвратные потери кислорода из атмосферы.

В зависимости от вида топлива, метода его сжигания и способа удаления золы из топки котла последняя в ряде случаев представляет собой ценное сырье для промышленности строительных материалов и сельского хозяйства (известкование кислых почв и удобрение).

Процессу производства электроэнергии на ТЭС сопутствует также появление различных загрязняющих стоков, связанных с процессом во-доподготовки, консервацией и промывкой оборудования, гидротранспортом золошлаковых отходов. Эти стоки при сбросах в водоёмы губительно влияют на их флору и фауну. В результате создания замкнутых систем водоснабжения снижается или устраняется это влияние.

Большое количество воды используется ТЭС в различных теплообменных устройствах для конденсации отработавшего пара, водо-, масло-, газо- и воздухоохлаждения. Для этих целей вода забирается из какого-либо поверхностного источника (озера, водохранилища, реки) и при прямоточной схеме после использования в указанных устройствах возвращается обратно в те же источники. Эта вода вносит в используемый водоем большое количество теплоты и создает так называемое тепловое загрязнение его. Такого рода загрязнение воздействует на биологические и химические процессы, определяющие жизнедеятельность растительных и животных организмов населяющих естественные водоемы, и нередко приводит к их гибели, интенсивному испарению воды с поверхностей водоемов, изменению гидрологических характеристик стока, повышению растворимости пород в ложах водоемов, ухудшению их санитарного состояния и к изменению микроклимата в отдельных районах.

Основными источниками теплового загрязнения водоемов являются конденсаторы турбин. Из них отводится приблизительно от 1/2 до 2/3 всего количества теплоты, получаемой от сгорания органического топлива, что эквивалентно 35–40% энергии, используемого топлива.

Считается, что для конденсации пара на каждую турбину типа К-300-240 требуется до 10 м 3 /с воды, а для турбины К-800-240 – уже 22 м 3 /с, и все это количество воды покидает конденсатор с температурой не менее 30 °С.

Следует, однако, отметить, что при использовании оборотной системы водоснабжения повышение температуры в водохранилищах-охладителях ТЭС в определенных условиях может оказаться для народного хозяйства экономически вполне оправданным. Известно, например, что в средней полосе России такие водохранилища можно заселять теплолюбивыми растительноядными рыбами, обеспечивающими питательную продукцию 25–30 ц/га в год. Подогретая вода может использоваться также для обогрева теплиц. Использование отходов теплоты позволяет в этом случае создавать так называемые энергобиологические комплексы, над развитием и совершенствованием которых работает широкий круг ученых.

3. Атомные электростанции и окружающая среда

Атомная энергетика после периода быстрого роста в 70-е годы и начале 80-х годов ХХ века испытывает жесточайший кризис, чему причиной всплеск социальных противоречий, экологическая и политическая оппозиция во многих странах, технические трудности обеспечения возросших требований безопасности АЭС и проблема захоронения радиоактивных отходов, перерасход затрат на строительство и сильный рост себестоимости электроэнергии, произведенной на АЭС. Тем не менее, у атомной энергетики есть хорошее будущее, причем, по-видимому, путь к успеху лежит в реализации новых физических принципов. Эффективное развитие атомной энергетики за счет совершенствования традиционных подходов, основа которых заложена еще в 40-е и 50-е годы ХХ века, значительно менее вероятно. В последнее десятилетие количество работающих в мире реакторов и их установленная мощность растут чрезвычайно медленно (на 1 января 1996 г. число их составило 437 при мощности 344 ГВт против 426 и 318 ГВт на 1 января 1990 г.). При всем при том, в мире есть большое количество стран, энергетика которых в значительной мере основана на атомной энергии (Литва, Франция, Бельгия, Швеция, Болгария, Словакия, Венгрия имеют долю «атомного» электропотребления свыше 40 %).

Теплота сгорания 1 кг ядерного горючего в 3,0·10 6 раз больше, чем 1 кг условного органического топлива. ТЭС мощностью в 1 млн кВт потребляет в течение года более 1500 эшелонов угля, в то время как для АЭС при тех же условиях достаточно всего несколько вагонов ядерного топлива. Отсюда следует, что материальные отходы производства электроэнергии на АЭС на несколько порядков ниже, чем на ТЭС. В этом состоит одно из основных экологических преимуществ АЭС перед ТЭС.

Вместе с тем атомные электростанции имеют значительно большие сбросы тепла в водные бассейны, чем ТЭС, при одинаковых параметрах, что связано с повышением интенсивности теплового загрязнения водоемов. Считается, что потребление охлаждающей воды на АЭС примерно в 3 раза больше, чем на современных ТЭС. Однако более высокий КПД АЭС с реакторами на быстрых нейтронах (40–42%), чем у АЭС на тепловых нейтронах (32–34%), позволяет примерно на 1/3 сократить сброс теплоты в окружающую среду по сравнению со сбросом теплоты АЭС с водоохлаждаемыми реакторами.

Проблема радиационной безопасности эксплуатации АЭС является многоплановой и достаточно сложной. Главным источником возникновения опасной радиации является атомное горючее. Изоляция его от окружающей среды должна быть достаточно надежной. С этой целью сначала ядерное топливо формируется в брикеты, материал матрицы которых удерживает большую часть продуктов деления радиоактивных веществ.

Брикеты, в свою очередь, размещаются в тепловыделяющих элементах (твэлах), выполненных в виде герметически запаянных трубок из циркониевого сплава. Если все же произойдет хотя бы незначительная утечка продуктов деления из твэлов, вследствие возникших в них неисправностей (что само по себе мало вероятно), то они попадут в охлаждающий реактор реагент, циркулирующий по замкнутому контуру. Реактор способен выдерживать огромные давления. Но и это не все: реактор окружает мощная железобетонная оболочка, способная выдержать самые сильные когда-либо отмечавшиеся ураганы и землетрясения и даже прямое попадание потерпевшего аварию самолета. Наконец, для полной безопасности населения окружающего района осуществляется защита расстоянием, т. е. АЭС размещается на некотором удалении от жилых массивов.

Другим источником радиационной опасности являются различные радиоактивные отходы, неизбежно возникающие во время эксплуатации реакторов. Различают три вида отходов: газообразные, жидкие и твердые.

Загрязнение атмосферы газообразными (летучими) радиоактивными отходами через вентиляционную трубу ничтожно. В худшем случае оно не превышает нескольких процентов предельно допустимого уровня, установленного нашим законодательством и тем более «Международной комиссией по радиологической защите», требования которой значительно ниже. Это достигается путем использования высокоэффективной системы очистки газов, имеющейся на каждой АЭС.

Таким образом, с точки зрения сохранения чистоты атмосферы АЭС оказались несравненно благоприятнее ТЭС.

Вода, загрязненная низкоактивными радиоактивными веществами, дезактивируется и используется повторно, и лишь незначительное количество ее сливается в бытовую канализационную систему, при этом загрязнение от нее не превышает максимальных уровней, допустимых для питьевой воды.

Несколько сложнее решается проблема с очисткой и хранением высокоактивных жидких и твердых отходов. Трудность здесь состоит в том, что такие радиоактивные отходы не могут быть искусственно нейтрализованы. Естественный радиоактивный распад, который для некоторых из них длится сотни лет, является пока что единственным средством устранения их радиоактивности.

Вследствие этого высокоактивные жидкие отходы должны быть надежно захоронены в специально для этого приспособленных камерах. Предварительно их подвергают «отвердению» путем нагрева и выпаривания, что позволяет значительно (в сотни раз) уменьшить их объем.

Твердыми отходами АЭС являются детали демонтированного оборудования, инструмент, отработавшие фильтры для очистки воздуха, спецодежда, мусор. Эти отходы после сжигания и прессования для уменьшения габаритов помещаются в металлические контейнеры и также захораниваются в подземных камерах (траншеях).

Основными радиоактивными отходами АЭС являются отработавшие твэлы, которые содержат уран и продукты деления, в основном плутоний, остающийся опасным в течение сотен лет. Они также подлежат захоронению в специальных подземных камерах. Чтобы предотвратить растекание радиоактивных отходов при возможных разрушениях подземных камер, их предварительно превращают в твердую стеклообразную массу. Создаются также специальные установки для переработки радиоактивных отходов.

Некоторые страны, в частности Англия и отчасти США, производят захоронение отходов в специальных контейнерах, опускаемых на дно морей и океанов. Такой способ захоронения отводов таит в себе громадную потенциальную опасность радиационного загрязнения морей в случае разрушения контейнеров под воздействием коррозии.

Чтобы полностью устранить радиационную опасность АЭС, их ядерные реакторы снабжаются практически безотказной аварийной защитой, резервными системами охлаждения, срабатывающими при внезапном повышении температуры, устройствами, удерживающими осколки радиоактивных веществ, запасными резервуарами на случай выброса радиоактивных газов. Все это при надлежащем уровне надежности оборудования и его эксплуатации приводит к тому, что атомные электростанции практически не оказывают загрязняющего воздействия на окружающую среду.

Однако потенциальная опасность выброса в атмосферу значительного количества радиоактивных продуктов все же имеется. Она реально может возникнуть при аварийном нарушении герметичности защитных барьеров, которые воздвигаются на пути возможного распространения радиоактивных веществ. Радиационная безопасность АЭС для окружающей среды в этом случае определяется надежностью указанных защитных барьеров, а также эффективностью работы технологических схем, осуществляющих последующее поглощение и удаление радиоактивных веществ, проникающих через указанные барьеры.

На рис. 2 изображена общая схема воздействий АЭС на окружающую среду.

Рис. 2. Влияние АЭС на окружающую среду

1 – реактор; 2 – парогенератор; 3 – турбина; 4 – генератор; 5 – подстанция; 6 – конденсатор; 7 – конденсатный насос; 8 – регенеративный водоподогреватель; 9 – питательный насос; 10, 12 – циркуляционные насосы; 11 – градирня; 13 – линия электропередачи; 14 – потребители электроэнергии

Нами рассмотрены некоторые вопросы радиационной безопасности только для АЭС, работающих на тепловых нейтронах. Для АЭС на быстрых нейтронах возникают дополнительные проблемы обеспечения радиационной безопасности, связанные, в частности, с необходимостью захоронения таких нарабатываемых изотопов, как америций и кюрий.

4. Гидроэлектростанции и окружающая среда

Гидроэнергетика, монотонно развивавшаяся до последнего времени, также переживает трудный период. Одна из наиболее серьезных проблем связана с затоплением земель при строительстве ГЭС. В развитых странах, где значительная часть гидроэнергетического потенциала уже освоена (в Северной Америке – более 60%, в Европе – более 40%), практически нет подходящих для строительства ГЭС мест.

Проектирование и строительство крупных ГЭС ведется преимущественно в развивающихся странах, а наиболее крупные программы реализуются в Бразилии и Китае. Однако использование оставшегося достаточно большого гидроэнергетического потенциала в развивающихся странах ограничивается острой нехваткой инвестиционного капитала в связи с ростом внешнего долга и экологическими проблемами гидроэнергетики. По-видимому, трудно ожидать в будущем заметного увеличения роли гидроэнергии в мировом энергобалансе, хотя для целого ряда стран, прежде всего развивающихся, именно гидроэнергетика может дать существенный импульс экономике.

Технологический процесс производства гидроэнергии экологически безвреден. При нормальном состоянии оборудования ГЭС отсутствуют какие-либо вредные выбросы в окружающую среду. Но создание крупных водохранилищ ГЭС на равнинных реках (Россия – единственная страна мира, где осуществлено массовое строительство мощных ГЭС на таких реках) практически всегда влечет за собой ряд изменений в природных условиях и объектах народного хозяйства затрагиваемой территории.

Положительное значение водохранилищ как регуляторов стока распространяется на территории значительно большие, чем те, на которых оно располагается. Так, энергетический эффект регулирования стока проявляется не только в тех энергосистемах, в которых работает данная ГЭС, но при достаточно высокой ее мощности и в их объединениях. Орошение земель и защита плодородных угодий от наводнений, осуществляемые с помощью водохранилищ ГЭС, охватывают площади, в ряде случаев значительно превышающие площади затоплений.

Орошение земель, осуществляемое с помощью Волгоградского водохранилища, охватывает огромную территорию Заволжья и Прикаспийской низменности. Однако нередко естественные неуправляемые процессы, происходящие в водохранилищах, приводят к неблагоприятным последствиям иногда достаточно широкого плана.

Различают прямое и косвенное воздействия водохранилищ на окружающую природу. Прямое воздействие проявляется прежде всего в постоянном и временном затоплении и подтоплении земель. Большая часть этих земель относится к высокопродуктивным сельскохозяйственным и лесным угодиям. Так, доля сельскохозяйственных земель, затопленных водохранилищами Волжско-Камского каскада ГЭС, составляет 48% всей затопленной территории, причем некоторые из них расположены в пойменной зоне, отличающейся высоким плодородием. Около 38% затопленных земель составили леса и кустарники. В пустынной и полупустынной зонах 3/4 всех затопленных земель приходится на пастбища.

Удельная площадь затопления, т. е. отношение площади зеркала водохранилища ГЭС к ее установленной мощности, колеблется в очень широких пределах. Так, для Цимлянского водохранилища ее значение составляет 16,4, а для Нурекского – всего 0,05. В общем случае энергетическая эффективность затопления будет выше там, где указанный показатель ниже, т.е. при отсутствии специальных мероприятий по уменьшению акватории водохранилищ, – в горной местности.

Косвенные воздействия водохранилищ на окружающую среду изучены не так полно, как прямые, но некоторые формы их проявления очевидны и сейчас. Так обстоит дело, например, с изменением климата, проявляющимся в зоне влияния водохранилища, в повышении влажности воздуха и образовании довольно частых туманов, уменьшении облачности в дневное время над акваторией и уменьшении там среднегодовых сумм осадков, изменении направления и скорости ветра, уменьшении амплитуды колебания температуры воздуха в течение суток и года.

Опыт эксплуатации отечественных водохранилищ показывает также, что количество осадков в прибрежной зоне заметно увеличивается, а среднегодовая температура воздуха в зоне крупных южных водохранилищ несколько снижается. Наблюдаются изменения и других метеорологических показателей.

Изменение климата вместе с подтоплением и переформированием берегов иногда ведет к ухудшению состояния прибрежной древесной растительности и даже ее гибели.

К косвенным воздействиям водохранилищ следует отнести также появление территорий, которые становятся менее пригодными для использования в хозяйственных целях (например, острова в верхнем бьефе, осуходоленные поймы в нижнем бьефе).

Нельзя также не отметить влияния создания водохранилищ на рыбное хозяйство. Здесь следует указать два обстоятельства. С одной стороны, сооружение плотины ГЭС препятствует проходу рыбы к местам нерестилищ, а с другой, требования рыбного хозяйства к режиму стока полностью противоречат задачам регулирования стока, т. е. той цели, для которой и создается водохранилище.

Конечно, было бы неправильно утверждать, что все прямые и косвенные воздействия водохранилищ ГЭС на окружающую среду (а их гораздо больше, чем здесь рассмотрено) имеют только негативную сторону. Обычно каждое из них и их совокупность обладают комплексом как отрицательных, так и положительных свойств.

Общая картина влияния ГЭС на окружающую среду приведена на рис. 3.

Рис. 3. Влияние ГЭС на окружающую среду

1 – водохранилище; 2 – плотина; 3 – здание ГЭС; 4 – генератор; 5 – турбина; 6 – повышающий трансформатор; 7 – подстанция; 8 – линия электропередачи; 9 – потребители электроэнергии

Другие источники первичного электричества (солнечная, ветровая, геотермальная энергия) находятся лишь на пути к промышленному освоению, и в настоящее время их суммарный вклад в мировой энергобаланс измеряется долями процента. Такое положение вызывается причинами экономического характера. Однако по мере технического прогресса появления новых технологических разработок и перехода к массовому производству оборудования, себестоимость электроэнергии, произведенной на базе этих возобновляемых источников энергии, снижается, приближаясь к уровню, характерному для традиционной энергетики.

Большое количество воды используется ТЭС в различных тепло-обменных устройствах для конденсации отработавшего пара, водо-, масло-, газо- и воздухоохлаждения. Для этих целей вода забирается из какого-либо поверхностного источника (озера, водохранилища, реки) и при прямоточной схеме после использования в указанных устройствах возвращается обратно в те же источники. Эта вода вносит в используемый водоем большое количество теплоты и создает так называемое тепловое загрязнение его. Такого рода загрязнение воздействует на биологические и химические процессы, определяющие жизнедеятельность растительных и животных организмов, населяющих естественные водоемы, и нередко приводит к их гибели, интенсивному испарению воды с поверхностей водоемов, изменению гидрологических характеристик стока, повышению растворимости пород в ложах водоемов, ухудшению их санитарного состояния и к изменению микроклимата в отдельных районах.

Основными источниками теплового загрязнения водоемов являются конденсаторы турбин. Из них отводится приблизительно от половины до двух третей всего количества теплоты, получаемой от сгорания органического топлива, что эквивалентно 35–40% энергии, используемого топлива.

Считается, что для конденсации пара на каждую турбину типа К-300-240 требуется до 10 м /с воды, а для турбины К-800-240 – уже 22 м /с, и все это количество воды покидает конденсатор с температурой не менее 30 °С.

Агрессивность и вредное влияние на природу теплой и горячей воды значительно усиливаются одновременным ее отравлением сбросами загрязненных стоков от других источников.

Следует, однако, отметить, что при использовании оборотной системы водоснабжения повышение температуры в водохранилищах-охладителях ТЭС в определенных условиях может оказаться для народного хозяйства экономически вполне оправданным. Известно, например, что в средней полосе России такие водохранилища можно заселять теплолюбивыми растительноядными рыбами, обеспечивающими питательную продукцию 25–30 ц/га в год. Подогретая вода может использоваться также для обогрева теплиц и т. п. Использование отходов теплоты позволяет в этом случае создавать так называемые энергобиологические комплексы, над развитием и совершенствованием которых работает широкий круг ученых.

Вместе с тепловым загрязнением водоемов наблюдается аналогичное загрязнение и воздушного бассейна. Только примерно 30% потенциальной энергии топлива превращается сегодня на ТЭС в электроэнергию, а 70% ее рассеивается в окружающей среде, из которых 10% приходится на горячие газы, выбрасываемые через дымовые трубы.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Цели, направления, задачи, принципы проведения и регулирование в Российской Федерации единой государственной политики в области экологии. Анализ эффективности мероприятий по охране окружающей среды на примере муниципального образования г. Новый Уренгой.

дипломная работа , добавлен 20.05.2010


Организация государственного управления в сфере экологии, природопользования и охраны окружающей среды. Анализ состояния окружающей среды и природоохранной политики в Новгородской области. Направления решения проблем в сфере охраны окружающей среды.

дипломная работа , добавлен 09.08.2012


Экология как наука, основные ее подразделения. Экологические проблемы России, проведение мероприятия по защите окружающей среды. Анализ состояния окружающей среды Ростовской области на примере индустриального центра Новочеркасска, источники загрязнения.

курсовая работа , добавлен 05.04.2010


Экономические и правовые основы охраны окружающей среды. Проект основ государственной политики в области экологического развития РФ на период до 2030 года. Деятельность в области охраны окружающей среды в зарубежных странах и межстрановое сотрудничество.

дипломная работа , добавлен 13.12.2012


Мероприятия, направленные на снижение вероятности загрязнения атмосферного воздуха. Классификация и характеристика типов изоляционных материалов для трубопроводов, применяемые в Беларуси для улучшения энергосбережения. Расход энергии на отопление зданий.

контрольная работа , добавлен 08.12.2013


Курс "Экология и экономика природопользования" - синтез двух научных систем – естественных и общественных; функции и задачи: системы планирования, прогнозирования, управления и правовой защиты природной среды; финансирование природоохранных мероприятий.

реферат , добавлен 08.02.2011


Анализ окружающей среды и проблемы экологии Китая. Внутренняя экологическая политика страны. Китай в системе международного сотрудничества в области охраны окружающей среды. Основные проблемы и перспективы развития экологической политики Китая.

курсовая работа , добавлен 16.01.2011