Miljøproblemer med energi. Globale miljøproblemer, miljøsikkerhet og miljøeffektivitet av energi Hva forårsaker eksistensen av miljøproblemer i den elektriske kraftindustrien

Energi er den viktigste industrien, uten hvilken folk ikke kan forestille seg sin virksomhet under moderne forhold. Den stadige utviklingen av elkraftindustrien fører til en økning i antall kraftverk som har direkte innvirkning på miljøet.

Det er ingen grunn til å tro at strømforbruket vil endre seg vesentlig i nær fremtid. Derfor er det veldig viktig å finne svar på en rekke relaterte spørsmål:

Hvilken påvirkning har de vanligste energitypene og vil forholdet mellom disse typene i den totale energibalansen endre seg i fremtiden?
Er det mulig å redusere den negative effekten av moderne metoder for energiproduksjon og -forbruk?
Hva er de maksimale mulighetene for å produsere energi fra alternative kilder som er absolutt miljøvennlige og uuttømmelige?

Resultat av TPP-handling

Hvert individ har en annen innvirkning. For det meste, negativ energi generert fra driften av termiske kraftverk. Under driften blir atmosfæren forurenset med små askeelementer, siden flertallet av termiske kraftverk bruker knust kull som brensel.

For å bekjempe utslipp av skadelige partikler er det organisert masseproduksjon av filtre med en effektivitet på 95-99 %. Dette hjelper imidlertid ikke til å løse problemet fullt ut, siden i mange termiske stasjoner som opererer på kull, er filtrene i dårlig stand, som et resultat av at effektiviteten reduseres til 80%.

De har også en påvirkning på miljøet, selv om man for bare noen tiår siden trodde at vannkraftverk ikke var i stand til å ha en negativ påvirkning. Over tid ble det klart at det ble forårsaket betydelige skader under bygging og påfølgende drift av vannkraftverk.

Byggingen av et hvilket som helst vannkraftverk innebærer opprettelse av et kunstig reservoar, hvorav en betydelig del er okkupert av grunt vann. Vann i grunt vann blir sterkt oppvarmet av solen og, kombinert med tilstedeværelsen av næringsstoffer, skaper det forhold for vekst av alger og andre eutrofieringsprosesser. Av denne grunn er det behov for vannrensing, hvor det ofte dannes et stort flomområde. På denne måten blir territoriet til bankene behandlet og deres gradvise kollaps, og flom bidrar til sumping av områder som ligger i umiddelbar nærhet til vannkraftverksreservoarer.

Påvirkning av kjernekraftverk

De produserer en stor mengde varmeutslipp til vannkilder, noe som betydelig øker dynamikken til termisk forurensning av vannforekomster. Det nåværende problemet er mangefasettert og svært vanskelig.

I dag er drivstoff den viktigste kilden til skadelig stråling. For å sikre livssikkerhet er det nødvendig å isolere drivstoff tilstrekkelig.

For å løse dette problemet, først og fremst distribueres drivstoffet i spesielle briketter, takket være materialet som en betydelig andel av fisjonsproduktene av radioaktive stoffer beholdes av.

I tillegg er brikettene plassert i drivstoffrom laget av zirkoniumlegering. Hvis radioaktive stoffer lekker, kommer de inn i kjølereaktoren, som tåler høyt trykk. Som et tilleggstiltak for å ivareta sikkerhet for menneskeliv, er kjernekraftverk plassert i en viss avstand fra boligområder.

Mulige løsninger på energiproblemer

Utvilsomt vil energisektoren i nær fremtid utvikle seg systematisk og vil forbli dominerende. Det er stor sannsynlighet for en økning i andelen kull og annet brensel i energiproduksjonen.

Negativ påvirkning av energi må livsaktiviteten reduseres? og for dette formålet er det allerede utviklet flere metoder for å løse problemet. Alle metoder er basert på modernisering av teknologier for drivstoffforberedelse og utvinning av farlig avfall. Spesielt for å redusere virkningen av negativ energi, foreslås det:

Bruk avansert rengjøringsutstyr. For tiden fanger de fleste termiske kraftverk opp faste utslipp ved å installere filtre. Samtidig fanges de mest skadelige forurensningene opp i små mengder.
Reduser utslippet av svovelforbindelser til luften ved å forhåndsavsvovle de mest brukte drivstoffene. Kjemiske eller fysiske metoder vil gjøre det mulig å utvinne mer enn halvparten av svovelet fra drivstoffressursene før de brennes.
Det virkelige løftet om å redusere den negative effekten av energi og redusere utslippene ligger i enkle besparelser. Dette kan oppnås ved bruk av ny teknologi basert på drift av automatisert datautstyr.
Det er mulig å spare energi hjemme ved å forbedre isolasjonsegenskapene til hus. Å oppnå høye energibesparelser vil være mulig ved å erstatte elektriske lamper med en virkningsgrad på ikke mer enn 5 % med fluorescerende.
Det er mulig å øke drivstoffeffektiviteten betydelig og redusere den negative effekten av energi gjennom bruk av brenselressurser i stedet for termiske kraftverk ved termiske kraftverk. I en slik situasjon er objektene for å generere elektrisitet nærmere stedene der den brukes, og tapene som oppstår når de sendes over lang avstand reduseres. Sammen med elektrisitet brukes varme som fanges opp av kjølemidler aktivt ved termiske kraftverk.

Bruk av metodene ovenfor vil til en viss grad redusere konsekvensene av den negative effekten av energi. Den konstante utviklingen av energifeltet krever en integrert tilnærming til å løse problemet og innføring av nye teknologier.

Et karakteristisk trekk ved vår tid er den intensive utviklingen av produksjonen ved hjelp av de nyeste teknologiene for å transformere ressursforbruket ved bruk av nytt utstyr, noe som muliggjør en økning i produktiviteten. Dette bidrar til økt menneskelig påvirkning på naturmiljøet. Og hvis tidligere menneskeheten opplevde lokale og regionale miljøkriser, som kunne føre til døden til enhver sivilisasjon, men ikke hindret den videre fremgangen til menneskeheten som helhet, så er den nåværende miljøsituasjonen full av et globalt miljøproblem. Fordi det moderne mennesket ødelegger mekanismene for den generelle funksjonen til jordens økosystem.

Det er et billedlig uttrykk for at vi lever i en tid med tre "E": økonomi, energi, økologi. Økologi som vitenskap og måte å tenke på tiltrekker seg mer og mer oppmerksomhet fra menneskeheten.

Energiproblemer

Energi er en produksjonsgren som utvikler seg i et enestående raskt tempo. Hvis befolkningen dobles i løpet av 40-50 år under forholdene til den moderne demografiske eksplosjonen, skjer dette i energiproduksjon og -forbruk hvert 12.-15. år. Med et slikt forhold mellom veksthastigheter for befolkning og energi, øker energitilgjengeligheten eksponentielt ikke bare totalt sett, men også per innbygger.

Et spesifikt trekk ved elektrisitet er at den ikke kan akkumuleres for senere bruk, så forbruket tilsvarer elektrisitetsproduksjonen både i tid og mengde (tap tatt i betraktning).

Det er ingen grunn til å forvente at ratene for energiproduksjon og -forbruk vil endre seg vesentlig i nær fremtid (noe av nedgangen i industrilandene kompenseres av økningen i energitilgjengeligheten i tredjeverdensland), så det er viktig å få svar på følgende spørsmål:

hvilken innvirkning har hovedtypene av moderne (termisk, vann, kjernefysisk) energi på biosfæren og dens individuelle elementer, og hvordan vil forholdet mellom disse typene i energibalansen endre seg på kort og lang sikt;
er det mulig å redusere den negative påvirkningen på miljøet av moderne (tradisjonelle) metoder for å skaffe og bruke energi;
hva er mulighetene for energiproduksjon ved bruk av alternative (utradisjonelle) ressurser, som solenergi, vindenergi, termisk vann og andre kilder som er uuttømmelige og miljøvennlige.

For tiden dekkes energibehovet hovedsakelig gjennom tre typer energiressurser:

organisk brensel (gass, kull, fyringsolje, koks, ved, etc.)
atomkjernen

Vannenergi og atomenergi brukes av mennesket etter å ha konvertert det til elektrisk energi. Samtidig brukes en betydelig mengde energi i organisk brensel i form av varme, og bare en del av den omdannes til elektrisitet. Men i begge tilfeller er frigjøring av energi fra organisk brensel assosiert med dets forbrenning, og derfor med frigjøring av forbrenningsprodukter til miljøet.

Miljøproblemer med termisk energi

For tiden produseres omtrent 90% av energien i Russland ved å brenne drivstoff (inkludert kull, ved og andre biologiske ressurser). Andelen termiske kilder reduseres til 80-85 % i elektrisitetsproduksjonen. Samtidig brukes olje og petroleumsprodukter i industriland hovedsakelig for å dekke transportbehov. For eksempel, i USA, ifølge noen data, utgjorde olje 44 % av landets totale energibalanse, og bare 3 % av elektrisitetsproduksjonen. Kull er preget av det motsatte mønsteret: med 22 % av den totale energibalansen er det hovedkilden til elektrisitet (52 %). I Kina er andelen kull i produksjonen av elektrisitet nær 75%, mens i Russland er den dominerende elektrisitetskilden naturgass (omtrent 40%), og andelen kull utgjør bare 18% av den mottatte energien, andelen olje overstiger ikke 10 %.

På global skala gir vannressurser omtrent 5-6 % av elektrisiteten, atomenergi gir 17-18 % av elektrisiteten. Dessuten er det i en rekke land dominerende i energibalansen.

Forbrenning av drivstoff er ikke bare den viktigste energikilden, men også den viktigste leverandøren av forurensninger til miljøet. Termiske kraftverk er mest "ansvarlige" for den økende drivhuseffekten og sur nedbør. De, sammen med transport, forsyner atmosfæren med hovedandelen av teknogent karbon (hovedsakelig i form av CO 2), svoveldioksid, nitrogenoksider og støv. Det er bevis for at termiske kraftverk forurenser miljøet med radioaktive stoffer 2-4 ganger mer enn kjernekraftverk med samme kraft.

Samtidig avhenger energiens påvirkning på miljøet og dets innbyggere i stor grad av typen energibærere (drivstoff) som brukes. Det reneste drivstoffet er naturgass, etterfulgt av olje (fyringsolje), kull, brunkull, skifer og torv.

Utslipp fra termiske kraftverk er en betydelig kilde til et så sterkt kreftfremkallende stoff som benzopyren. Effekten er assosiert med en økning i kreft. Utslipp fra kullfyrte termiske kraftverk inneholder også oksider av silisium og aluminium. Disse slipende materialene kan ødelegge lungevev og forårsake sykdommer som silikose.

Et alvorlig problem i nærheten av termiske kraftverk er lagring av aske og slagg. Dette krever store områder som ikke har vært brukt på lenge, og er også hotspots for opphopning av tungmetaller og økt radioaktivitet.

Termiske kraftverk er en betydelig kilde til oppvarmet vann, som her brukes som kjølemiddel. Disse vannet ender ofte opp i elver og andre vannmasser, og forårsaker termisk forurensning og de medfølgende naturlige kjedereaksjonene.

Vannkraftens miljøproblemer

En av de viktigste konsekvensene av vannkraft er knyttet til fremmedgjøring av betydelige områder med fruktbart land for reservoarer. I Russland, hvor ikke mer enn 20 % av elektrisk energi produseres ved bruk av vannressurser, ble minst 6 millioner hektar land oversvømmet under byggingen av vannkraftverk. I stedet for har naturlige økosystemer blitt ødelagt. Betydelige landområder nær reservoarer opplever flom som følge av stigende grunnvannsnivå. Disse landene blir som regel våtmarker. Ødeleggelsen av landområder og deres iboende økosystemer skjer også som et resultat av deres ødeleggelse av vann under dannelsen av kystlinjen. Slike prosesser fortsetter vanligvis i flere tiår og resulterer i vannforurensning og tilslamning av reservoarer. Derfor er konstruksjonen av reservoarer forbundet med en kraftig forstyrrelse av det hydrologiske regimet til elver, deres karakteristiske økosystemer og artssammensetningen til vannlevende organismer.

Forringelse av vannkvaliteten i magasiner skjer av ulike årsaker. Mengden av organiske stoffer i dem øker kraftig, både på grunn av økosystemer som har sunket under vann (ved, andre planterester osv.), og på grunn av deres opphopning som følge av langsom vannutveksling.

Til syvende og sist blir elvesystemer blokkert av reservoarer fra transitt til transitt-akkumulerende. I tillegg til biologiske stoffer hoper det seg opp her tungmetaller, radioaktive grunnstoffer og mange giftige kjemikalier med lang levetid. Akkumuleringsprodukter gjør det problematisk å bruke territoriene okkupert av reservoarer etter at de er avviklet. Til tross for den relative billigheten av energi hentet fra vannressurser, reduseres deres andel av energibalansen gradvis. Dette skyldes både utarming av de billigste ressursene og den store territorielle kapasiteten til lavlandsreservoarer.

Reservoarer har en betydelig innvirkning på atmosfæriske prosesser. For eksempel, i tørre områder, overskrider fordampning fra overflaten av reservoarer fordampning fra en lik landoverflate med titalls ganger. Økt fordampning er assosiert med en reduksjon i lufttemperatur og en økning i tåkete fenomener. Forskjellen i de termiske balansene til reservoarene og det tilstøtende landet bestemmer dannelsen av lokale vinder som bris. Disse fenomenene bidrar til værforandringer.

Miljøkostnadene ved hydraulisk konstruksjon er merkbart lavere i fjellområder, hvor reservoarene vanligvis er små i areal. Men i jordskjelvutsatte fjellområder kan reservoarer provosere jordskjelv. Sannsynligheten for jordskred og sannsynligheten for katastrofer som følge av mulig ødeleggelse av demninger øker.

Miljøproblemer ved kjernekraft

Inntil nylig ble kjernekraft ansett som den mest lovende. Dette skyldes både relativt store reserver av kjernebrensel og lav miljøbelastning. Fordelene inkluderer også muligheten for å bygge kjernekraftverk uten å være bundet til ressursforekomster, siden transporten av dem ikke krever betydelige kostnader på grunn av små volumer. Det er nok å merke seg at 0,5 kg kjernebrensel produserer samme mengde energi som å brenne 1000 tonn kull.

Fram til midten av 80-tallet så menneskeheten på atomenergi som en av veiene ut av energisperren. På bare 20 år (fra midten av 60-tallet til midten av 80-tallet) økte den globale andelen energi produsert av atomkraftverk fra praktisk talt null til 15-17 %. Ingen annen type energi har hatt slike vekstrater. Inntil nylig var de viktigste miljøproblemene til kjernekraftverk knyttet til deponering av brukt brensel, så vel som med avviklingen av selve kjernekraftverkene etter slutten av deres tillatte levetid.

Ved normal drift av et kjernekraftverk er utslipp av radioaktive elementer til miljøet ekstremt ubetydelige. I gjennomsnitt er de 2-4 ganger mindre enn fra termiske kraftverk med samme kraft. Det er i dag mer enn 500 atomreaktorer i drift i verden. Rundt 100 reaktorer er under bygging.

En 1000 MW atomreaktor slipper ut om lag 60 tonn radioaktivt avfall per driftsår. Noen av dem er bearbeidet, men hoveddelen krever begravelse. Gravteknologien er ganske kompleks og kostbar. Brukt brensel overføres vanligvis til kjølebassenger, hvor radioaktivitet og varmeutvikling reduseres betydelig over flere år. Begravelse utføres vanligvis på dybder på minst 500-600 groper. De sistnevnte er plassert i en slik avstand fra hverandre at muligheten for atomreaksjoner er utelukket.

Det uunngåelige resultatet av drift av kjernekraftverk er termisk forurensning. Per energienhet mottatt her er den 2-2,5 ganger større enn ved termiske kraftverk, hvor mye mer varme slippes ut i atmosfæren. Konsekvensen av store varmetap ved kjernekraftverk er lavere effektivitet sammenlignet med termiske kraftverk.

Generelt kan følgende påvirkninger av kjernekraftverk på miljøet nevnes:

ødeleggelse av økosystemer og deres elementer (jord, jord, akviferer, etc.) på steder for malmgruvedrift (spesielt med den åpne metoden);
beslagleggelse av land for bygging av selve kjernekraftverk. Spesielt store områder er fremmedgjort for bygging av konstruksjoner for tilførsel, drenering og kjøling av oppvarmet vann. Et kraftverk på 1000 MW krever en kjøledam med et areal på rundt 800-900 hektar. Dammer kan erstattes av gigantiske kjøletårn med en diameter ved bunnen av 100-120 meter og en høyde lik en 40-etasjers bygning;
uttak av betydelige mengder vann fra ulike kilder og utslipp av oppvarmet vann. Hvis disse vannet kommer inn i elver og andre kilder, opplever de tap av oksygen, sannsynligheten for blomstring øker, og fenomenene med varmestress i vannlevende organismer øker;
Radioaktiv forurensning av atmosfæren, vann og jord kan ikke utelukkes under utvinning og transport av råvarer, samt under drift av kjernekraftverk, lagring og behandling av avfall og deponering av disse.

Måter å løse problemer på

Det er ingen tvil om at termisk energi i nær fremtid vil forbli dominerende i energibalansen. Det er stor sannsynlighet for en økning i andelen kull og andre typer mindre rent brensel i energiproduksjonen. I denne forbindelse vil vi vurdere noen måter og metoder for bruk som kan redusere den negative påvirkningen på miljøet betydelig. Disse metodene er hovedsakelig basert på forbedring av teknologier for drivstoffforberedelse og innsamling av farlig avfall. Blant dem er følgende:

Bruk og forbedring av rengjøringsutstyr. For tiden fanger mange termiske kraftverk hovedsakelig faste utslipp ved hjelp av ulike typer filtre. Den mest aggressive forurensningen, svoveldioksid, fanges ikke ved mange termiske kraftverk eller fanges i begrensede mengder. Samtidig er det termiske kraftverk (USA, Japan) som utfører nesten fullstendig fjerning av denne forurensningen, samt nitrogenoksider og andre skadelige forurensninger. For dette brukes spesielle innstillinger. Den mest utbredte fangsten av svovel- og nitrogenoksider utføres ved å lede røykgasser gjennom en ammoniakkløsning. Sluttproduktene av denne prosessen er ammoniumnitrat, brukt som mineralgjødsel.
Redusere utslipp av svovelforbindelser til atmosfæren gjennom foreløpig avsvovling av kull og andre typer brensel (olje, gass, oljeskifer) ved hjelp av kjemiske eller fysiske metoder. Disse metodene gjør det mulig å utvinne fra 50 til 70 % svovel fra drivstoff før det brennes.
Ikke mindre betydningsfulle er mulighetene for å spare energi i hverdagen og på jobben ved å forbedre bygningers isolerende egenskaper. Det er ekstremt bortkastet å bruke elektrisk energi til å generere varme. Det er viktig å huske på at produksjon av elektrisk energi ved termiske kraftverk er forbundet med tap av omtrent 60-65 % av termisk energi, og ved kjernekraftverk – minst 70 % av energien. Energi går også tapt når den overføres gjennom ledninger over en avstand. Derfor er direkte forbrenning av drivstoff for å produsere varme, spesielt gass, mye mer rasjonelt enn å konvertere det til elektrisitet og deretter tilbake til varme.
Effektiviteten til drivstoff øker også merkbart når det brukes i stedet for termiske kraftverk ved termiske kraftverk. I sistnevnte tilfelle er gjenstandene for energiproduksjon nærmere forbruksstedene, og dermed reduseres tapene forbundet med overføring over en avstand. Sammen med elektrisitet bruker termiske kraftverk varme, som fanges opp av kjølemidler. Samtidig reduseres sannsynligheten for termisk forurensning av vannmiljøet merkbart. Den mest økonomiske måten å skaffe energi på er i små installasjoner som for eksempel termiske kraftverk direkte i bygninger. I dette tilfellet reduseres tap av termisk og elektrisk energi til et minimum.

Avslutningsvis kan vi konkludere: menneskeheten står ikke i fare for en fastlåst situasjon, verken når det gjelder utarming av energiressurser eller når det gjelder miljøproblemer generert av energi. Det er reelle muligheter for overgang til alternative energikilder (uuttømmelige og miljøvennlige).

Institutt for samferdsel og kommunikasjon

sivilforsvar

Tema: Miljøproblemer med energi

Type: Abstrakt

Fullført av: Sitnikov Maxim

gruppe 3301 BN

Dato for innsending for verifisering: ______ ___

Returdato for revisjon:______ ___

Bestått/ikke bestått

Lærer: L.N. Zagrebina

Introduksjon

Det er et billedlig uttrykk for at vi lever i en tid med tre "E": økonomi, energi, økologi. Samtidig tiltrekker økologi som vitenskap og tenkemåte mer og mer oppmerksomhet fra menneskeheten.

Økologi regnes som en vitenskapelig og akademisk disiplin som er designet for å studere forholdet mellom organismer og miljøet i alt deres mangfold. I dette tilfellet forstås miljøet ikke bare som en verden av livløs natur, men også som påvirkningen av noen organismer eller deres samfunn på andre organismer og samfunn. Økologi er noen ganger bare assosiert med studiet av habitat eller miljø. Det siste er grunnleggende riktig med den betydelige endringen at miljøet ikke kan betraktes isolert fra organismer, akkurat som organismer utenfor deres habitat. Dette er komponenter av en enkelt funksjonell helhet, som understrekes av definisjonen ovenfor av økologi som vitenskapen om forholdet mellom organismer og miljø.

Det er viktig å understreke denne toveisforbindelsen på grunn av det faktum at denne grunnleggende posisjonen ofte undervurderes: økologi reduseres bare til påvirkning fra miljøet på organismer. Feilen i slike posisjoner er åpenbar, siden det var organismer som dannet det moderne miljøet. De har også en primær rolle i å nøytralisere de påvirkningene på miljøet som har oppstått og som oppstår av ulike årsaker.

Konseptuelle grunnlag for disiplinen. Siden starten har "økologi" utviklet seg innenfor rammen av biologi i nesten et helt århundre - frem til 60-70-tallet av forrige århundre. Mennesket ble som regel ikke vurdert i disse systemene - det ble antatt at hans forhold til miljøet ikke er underlagt biologiske, men sosiale lover og er gjenstand for sosiale og filosofiske vitenskaper.

For tiden har begrepet "økologi" gjennomgått betydelig transformasjon. Den har blitt mer menneskeorientert på grunn av dens ekstremt store og spesifikke påvirkning på miljøet.

Ovennevnte lar oss supplere definisjonen av "økologi" og navngi oppgavene som det er pålagt å løse på det nåværende tidspunkt. Moderne økologi kan betraktes som en vitenskap som studerer forholdene mellom organismer, inkludert mennesker, med miljøet, bestemmer omfanget og tillatte grenser for påvirkningen av det menneskelige samfunn på miljøet, mulighetene for å redusere disse påvirkningene eller deres fullstendige nøytralisering. I strategiske termer er dette vitenskapen om menneskehetens overlevelse og veien ut av miljøkrisen, som har fått (eller får) globale proporsjoner - innenfor hele planeten Jorden.

Det blir stadig tydeligere at mennesket vet svært lite om miljøet det lever i, spesielt om mekanismene som former og vedlikeholder miljøet. Å oppdage disse mekanismene (mønstrene) er en av de viktigste oppgavene til moderne økologi.

Innholdet i begrepet «økologi» fikk dermed et sosiopolitisk og filosofisk aspekt. Det begynte å trenge inn i nesten alle grener av kunnskap, humanisering av natur- og tekniske vitenskaper er forbundet med det, og det blir aktivt introdusert i humaniora. Økologi betraktes ikke bare som en uavhengig disiplin, men som et verdensbilde designet for å gjennomsyre alle vitenskaper, teknologiske prosesser og sfærer av menneskelig aktivitet.

Det er derfor anerkjent at miljøopplæring bør gå i minst to retninger gjennom studier av spesielle integrerte kurs og gjennom grønnere all vitenskapelig, industriell og pedagogisk virksomhet.

Sammen med miljøundervisning er det lagt stor vekt på miljøundervisning, som er forbundet med en varsom holdning til natur, kulturarv og samfunnsnytte. Uten seriøs generell miljøutdanning er det også svært problematisk å løse dette problemet.

I mellomtiden, etter å ha blitt moteriktig på sin egen måte, unngikk ikke økologien vulgarisering av forståelse og innhold. Økologi blir i en rekke tilfeller et forhandlingskort for å nå visse politiske mål og posisjon i samfunnet.

Spørsmål knyttet til bransjer, typer og resultater av menneskelig aktivitet blir ofte hevet til kategorien miljømessige, ganske enkelt hvis det fasjonable ordet "økologi" legges til dem. Slik fremstår keitete uttrykk, også i pressen, som «god og dårlig økologi», «ren og skitten økologi», «bortskjemt økologi» osv. Dette tilsvarer å tildele de samme epitetene til matematikk, fysikk, historie, pedagogikk osv. P.

Til tross for de bemerkede tvetydighetene og kostnadene ved å forstå omfanget, innholdet og bruken av begrepet "økologi", er faktumet om dets ekstreme relevans på det nåværende tidspunkt utvilsomt.

I en generalisert form studerer økologi de mest generelle mønstrene for forhold mellom organismer og deres samfunn med miljøet under naturlige forhold.

Sosial økologi undersøker relasjonene i "samfunn-natur"-systemet, menneskets spesifikke rolle i systemer av ulike rangerer, forskjellen mellom denne rollen og andre levende vesener, måter å optimalisere forholdet mellom menneske og miljø, og det teoretiske grunnlaget rasjonell miljøforvaltning.

Energiproblemer

hvilken innvirkning har hovedtypene av moderne (termisk, vann, kjernefysisk) energi på biosfæren og dens individuelle elementer og hvordan vil forholdet mellom disse typene i energibalansen endre seg i nær og fjern fremtid;

er det mulig å redusere den negative påvirkningen på miljøet av moderne (tradisjonelle) metoder for å skaffe og bruke energi;

hva er mulighetene for energiproduksjon ved bruk av alternative (utradisjonelle) ressurser, som solenergi, vindenergi, termisk vann og andre kilder som er uuttømmelige og miljøvennlige.

For tiden dekkes energibehovet hovedsakelig av tre typer energiressurser: organisk brensel, vann og atomkjernen. Vannenergi og atomenergi brukes av mennesket etter å ha konvertert det til elektrisk energi. Samtidig brukes en betydelig mengde energi i organisk brensel i form av varme og bare en del av den omdannes til elektrisitet. Men i begge tilfeller er frigjøring av energi fra organisk brensel assosiert med dets forbrenning, og derfor med frigjøring av forbrenningsprodukter til miljøet.

Miljøproblemer med termisk energi

Omtrent 90 % av energien produseres i dag ved å brenne brensel (inkludert kull, ved og andre bioressurser). Andelen termiske kilder reduseres til 80-85 % i elektrisitetsproduksjonen. Samtidig brukes olje og petroleumsprodukter i industriland hovedsakelig for å dekke transportbehov. For eksempel i USA (data for 1995) utgjorde olje 44 % av landets samlede energibalanse, og bare 3 % av elektrisitetsproduksjonen. Kull er preget av det motsatte mønsteret: med 22 % av den totale energibalansen er det hovedkilden til elektrisitet (52 %). I Kina er andelen kull i produksjonen av elektrisitet nær 75%, mens i Russland er den dominerende elektrisitetskilden naturgass (omtrent 40%), og andelen kull utgjør bare 18% av den mottatte energien, andelen olje overstiger ikke 10 %.

På global skala gir vannressurser omtrent 5-6 % av elektrisiteten, atomenergi gir 17-18 % av elektrisiteten. Dessuten er det i en rekke land dominerende i energibalansen (Frankrike - 74 %, Belgia -61 %, Sverige - 45 %).

Forbrenning av drivstoff er ikke bare den viktigste energikilden, men også den viktigste leverandøren av forurensninger til miljøet. Termiske kraftverk er mest "ansvarlige" for den økende drivhuseffekten og sur nedbør. De, sammen med transport, forsyner atmosfæren med hovedandelen av teknogent karbon (hovedsakelig i form av CO2), ca. 50 % svoveldioksid, 35 % nitrogenoksider og ca. 35 % støv. Det er bevis for at termiske kraftverk forurenser miljøet med radioaktive stoffer 2-4 ganger mer enn kjernekraftverk med samme kraft.

Utslipp fra termiske kraftverk inneholder en betydelig mengde metaller og deres forbindelser. Omregnet til dødelige doser inneholder årlige utslipp fra termiske kraftverk med en kapasitet på 1 million kW over 100 millioner doser aluminium og dets forbindelser, 400 millioner doser jern og 1,5 millioner doser magnesium. Den dødelige effekten av disse forurensningene oppstår ikke bare fordi de kommer inn i kroppen i små mengder. Dette utelukker imidlertid ikke deres negative påvirkning gjennom vann, jord og andre deler av økosystemene.

Selv om en betydelig andel av elektrisiteten i dag produseres fra relativt rene drivstoff (gass, olje), er det en naturlig tendens til at andelen minker. I følge tilgjengelige prognoser vil disse energibærerne miste sin ledende betydning i det første kvartalet av det 21. århundre.

Muligheten for en betydelig økning i den globale energibalansen for kullbruk kan ikke utelukkes. Ifølge tilgjengelige beregninger er kullreservene slik at de kan dekke verdens energibehov i 200-300 år. Mulig kullproduksjon, tatt i betraktning utforskede og anslåtte reserver, er estimert til mer enn 7 billioner tonn. Derfor er det naturlig å forvente en økning i andelen kull eller dets bearbeidede produkter (for eksempel gass) i energiproduksjonen, og følgelig i miljøforurensning. Kull inneholder fra 0,2 til titalls prosent svovel, hovedsakelig i form av pyritt, sulfat, jernholdig jern og gips. Tilgjengelige metoder for å fange svovel under drivstoffforbrenning brukes ikke alltid på grunn av deres kompleksitet og høye kostnader. Derfor kommer en betydelig mengde av det inn og vil tilsynelatende komme inn i miljøet i nær fremtid. Alvorlige miljøproblemer er knyttet til fast avfall fra termiske kraftverk - aske og slagg. Selv om hoveddelen av asken fanges opp av ulike filtre, slippes rundt 250 millioner tonn fine aerosoler ut i atmosfæren årlig i form av utslipp fra termiske kraftverk. Sistnevnte er i stand til å endre balansen av solstråling på jordoverflaten betydelig. De er også kondensasjonskjerner for vanndamp og dannelse av nedbør; og når de kommer inn i luftveiene til mennesker og andre organismer, forårsaker de ulike luftveissykdommer.

Et alvorlig problem i nærheten av termiske kraftverk er lagring av aske og esler. Dette krever store områder som ikke har vært brukt på lenge, og er også hotspots for opphopning av tungmetaller og økt radioaktivitet.

Det er bevis på at hvis all dagens energi var basert på kull, ville CO-utslippene beløpe seg til 20 milliarder tonn per år (nå er de nærmere 6 milliarder tonn/år). Dette er grensen for klimaendringer som forventes å forårsake katastrofale konsekvenser for biosfæren.

Termiske kraftverk er en betydelig kilde til oppvarmet vann, som her brukes som kjølemiddel. Disse vannet ender ofte opp i elver og andre vannmasser, og forårsaker deres termiske forurensning og de medfølgende naturlige kjedereaksjonene (algespredning, tap av oksygen, død av vannlevende organismer, transformasjon av typiske akvatiske økosystemer til sumper, etc.).

Vannkraftens miljøproblemer

En av de viktigste konsekvensene av vannkraft er assosiert med fremmedgjøring av betydelige områder med fruktbar (flommark) for reservoarer. I Russland, hvor ikke mer enn 20 % av elektrisk energi produseres ved bruk av vannressurser, ble minst 6 millioner hektar land oversvømmet under byggingen av vannkraftverk. I stedet for har naturlige økosystemer blitt ødelagt. Betydelige landområder nær reservoarer opplever flom som følge av stigende grunnvannsnivå. Disse landene blir som regel våtmarker. Under flate forhold kan oversvømte land utgjøre 10 % eller mer av de oversvømmede landområdene. Ødeleggelsen av landområder og deres iboende økosystemer skjer også som et resultat av deres ødeleggelse av vann (slitasje) under dannelsen av kystlinjen. Slitasjeprosesser fortsetter vanligvis i flere tiår og resulterer i bearbeiding av store jordmasser, vannforurensning og tilslamning av reservoarer. Dermed er konstruksjonen av reservoarer forbundet med en kraftig forstyrrelse av det hydrologiske regimet til elver, deres karakteristiske økosystemer og artssammensetningen til vannlevende organismer.

Forringelse av vannkvaliteten i magasiner skjer av ulike årsaker. Mengden organiske stoffer i dem øker kraftig både på grunn av økosystemer som har sunket under vann (tre, andre planterester, jordhumus, etc.), og på grunn av deres opphopning som følge av langsom vannutveksling. Dette er en slags bunnfellingstanker og akkumulatorer av stoffer som kommer fra vannskiller.

I reservoarer øker oppvarmingen av vann kraftig, noe som forsterker tapet av oksygen og andre prosesser forårsaket av termisk forurensning. Sistnevnte, sammen med akkumulering av næringsstoffer, skaper betingelser for gjengroing av vannforekomster og intensiv utvikling av alger, inkludert giftige blågrønnalger (cyan). Av disse grunnene, så vel som på grunn av den langsomme fornyelsen av vann, reduseres deres evne til selvrensing kraftig. Forringelsen av vannkvaliteten fører til at mange av innbyggerne dør. Sykdomsforekomsten i fiskebestanden øker, spesielt helmintskader. Smakskvalitetene til innbyggerne i vannmiljøet avtar. Fiskens vandringsveier blir forstyrret, fôringsplasser, gyteplasser osv. blir ødelagt.

Til syvende og sist blir elvesystemer blokkert av reservoarer fra transitt til transitt-akkumulerende. I tillegg til næringsstoffer hoper det seg opp her tungmetaller, radioaktive grunnstoffer og mange giftige kjemikalier med lang levetid. Akkumuleringsprodukter gjør det problematisk å bruke territoriene okkupert av reservoarer etter at de er avviklet. Det er bevis på at lavlandsreservoarer som følge av tilslamning mister sin verdi som energianlegg 50-100 år etter byggingen. For eksempel anslås det at den store Aswan-demningen, bygget på Nilen på 60-tallet, vil være halvt tilslammet innen 2025. Til tross for den relative billigheten av energi hentet fra vannressurser, reduseres deres andel av energibalansen gradvis. Dette skyldes både utarming av de billigste ressursene og den store territorielle kapasiteten til lavlandsreservoarer. Det antas at global energiproduksjon fra vannkraftverk i fremtiden ikke vil overstige 5 % av totalen.

Reservoarer har en betydelig innvirkning på atmosfæriske prosesser. For eksempel, i tørre (tørre) områder, overskrider fordampning fra overflaten av reservoarer fordampning fra en lik landoverflate med titalls ganger. Økt fordampning er assosiert med en reduksjon i lufttemperatur og en økning i tåkete fenomener. Forskjellen i de termiske balansene til reservoarene og det tilstøtende landet bestemmer dannelsen av lokale vinder som bris. Disse, så vel som andre fenomener, resulterer i en endring i økosystemene (ikke alltid positiv) og en endring i været. I noen tilfeller, i området med reservoarer, er det nødvendig å endre retningen på landbruket. For eksempel, i de sørlige delene av verden, har noen varmeelskende avlinger (meloner) ikke tid til å modnes, forekomsten av plantesykdommer øker, og kvaliteten på produktene forringes.

Miljøproblemer ved kjernekraft

Inntil nylig ble kjernekraft ansett som den mest lovende. Dette skyldes både relativt store reserver av kjernebrensel og dets skånsomme innvirkning på miljøet. Fordelene inkluderer også muligheten for å bygge kjernekraftverk uten å være bundet til ressursforekomster, siden transporten av dem ikke krever betydelige kostnader på grunn av små volumer. Det er nok å merke seg at 0,5 kg kjernebrensel produserer samme mengde energi som å brenne 1000 tonn kull.

Fram til midten av 80-tallet så menneskeheten på atomenergi som en av veiene ut av energisperren. På bare 20 år (fra midten av 60-tallet til midten av 80-tallet) økte den globale andelen energi produsert av atomkraftverk fra nesten null til 15-17 %, og i en rekke land ble den utbredt. Ingen annen type energi har hatt slike vekstrater. Inntil nylig var de viktigste miljøproblemene til kjernekraftverk knyttet til deponering av brukt brensel, så vel som med avviklingen av selve kjernekraftverkene etter slutten av deres tillatte levetid. Det er bevis for at kostnadene for slikt avviklingsarbeid varierer fra 1/6 til 1/3 av kostnadene for selve kjernekraftverkene.

Noen parametere for virkningen av kjernekraftverk og termiske kraftverk på miljøet er presentert i tabellen:

Sammenligning av kjernekraftverk og termiske kraftverk når det gjelder drivstofforbruk og påvirkning på miljøet. Kraften til kraftverkene er 1000 MW, i drift hele året; (B. Nebel, 1993)

Faktorer som påvirker miljøet

3,5 millioner tonn kull

1,5 t uran

eller 1000 tonn uranmalm

karbondioksid

svoveldioksid

og andre forbindelser

radioaktivt

Ved normal drift av et kjernekraftverk er utslipp av radioaktive elementer til miljøet ekstremt ubetydelige. I gjennomsnitt er de 2-4 ganger mindre enn fra termiske kraftverk med samme kraft.

I mai 1986 De 400 kraftenhetene som opererte i verden og ga mer enn 17 % av elektrisiteten økte den naturlige bakgrunnsradioaktiviteten med ikke mer enn 0,02 %. Før Tsjernobyl-katastrofen, ikke bare i verden, men også i Russland, hadde ingen industri et lavere nivå av yrkesskader enn kjernekraftverk. 30 år før tragedien døde 17 mennesker i ulykker, og da av ikke-strålingsårsaker. Etter 1986 begynte den største miljøfaren ved atomkraftverk å være forbundet med muligheten for ulykker. Selv om sannsynligheten deres ved moderne atomkraftverk er liten, kan det ikke utelukkes. Den største ulykken av denne typen er det som skjedde ved den fjerde enheten til atomkraftverket i Tsjernobyl.

I følge ulike kilder varierte den totale frigjøringen av fisjonsprodukter inneholdt i reaktoren fra 3,5 % (63 kg) til 28 % (50 tonn). Til sammenligning bemerker vi at bomben som ble sluppet over Hiroshima ga kun 740 g radioaktivt materiale.

Som et resultat av ulykken ved atomkraftverket i Tsjernobyl ble et område innenfor en radius på mer enn 2 tusen km, som dekker mer enn 20 land, utsatt for radioaktiv forurensning. Innenfor det tidligere Sovjetunionen ble 11 regioner, hjem til 17 millioner mennesker, berørt. Det totale arealet av forurensede territorier overstiger 8 millioner hektar, eller 80 000 km2. Som følge av ulykken døde 31 mennesker og mer enn 200 personer fikk en stråledose som førte til strålesyke. 115 tusen mennesker ble evakuert fra den farligste (30 kilometer) sonen umiddelbart etter ulykken. Antall ofre og antall evakuerte beboere øker, forurensningssonen utvides som følge av bevegelse av radioaktive stoffer med vind, brann, transport osv. Konsekvensene av ulykken vil påvirke livene til flere generasjoner.

Etter ulykken ved atomkraftverket i Tsjernobyl bestemte noen land seg for å fullstendig forby bygging av atomkraftverk. Disse inkluderer Sverige, Italia, Brasil, Mexico. Sverige kunngjorde i tillegg sin intensjon om å demontere alle eksisterende reaktorer (det er 12 av dem), selv om de ga omtrent 45% av landets totale elektrisitet. Utviklingstakten for denne typen energi i andre land har avtatt kraftig. Det er iverksatt tiltak for å styrke beskyttelsen mot ulykker ved eksisterende, under bygging og planlagte kjernekraftverk. Samtidig innser menneskeheten at det er umulig å klare seg uten atomenergi på det nåværende utviklingsstadiet. Bygging og idriftsettelse av nye atomkraftverk øker gradvis. Det er i dag mer enn 500 atomreaktorer i drift i verden. Rundt 100 reaktorer er under bygging.

Under kjernefysiske reaksjoner brenner bare 0,5-1,5 % av kjernefysisk brensel ut. En 1000 MW atomreaktor slipper ut om lag 60 tonn radioaktivt avfall per driftsår. Noen av dem er bearbeidet, men hoveddelen krever begravelse. Gravteknologien er ganske kompleks og kostbar. Brukt brensel overføres vanligvis til kjølebassenger, hvor radioaktivitet og varmeutvikling reduseres betydelig over flere år. Begravelse utføres vanligvis på dybder på minst 500-600 groper. De sistnevnte er plassert i en slik avstand fra hverandre at muligheten for atomreaksjoner er utelukket.

Det uunngåelige resultatet av drift av kjernekraftverk er termisk forurensning. Per energienhet mottatt her er den 2-2,5 ganger større enn ved termiske kraftverk, hvor mye mer varme slippes ut i atmosfæren. Produksjonen av 1 million kW elektrisitet ved et termisk kraftverk produserer 1,5 km3 oppvarmet vann, ved et kjernekraftverk med samme kraft når volumet av oppvarmet vann 3-3,5 km3.

Konsekvensen av store varmetap ved kjernekraftverk er lavere effektivitet sammenlignet med termiske kraftverk. Ved sistnevnte er det 35 %, og ved atomkraftverk er det bare 30-31 %.

Generelt kan følgende påvirkninger av kjernekraftverk på miljøet nevnes:

ødeleggelse av økosystemer og deres elementer (jord, jord, akviferer, etc.) på steder for malmgruvedrift (spesielt med den åpne metoden);

beslagleggelse av land for bygging av selve kjernekraftverk. Spesielt store områder er fremmedgjort for bygging av konstruksjoner for tilførsel, drenering og kjøling av oppvarmet vann. Et kraftverk på 1000 MW krever en kjøledam med et areal på rundt 800-900 hektar. Dammer kan erstattes av gigantiske kjøletårn med en diameter ved bunnen av 100-120 m og en høyde lik en 40-etasjers bygning;

uttak av betydelige mengder vann fra ulike kilder og utslipp av oppvarmet vann. Hvis disse vannet kommer inn i elver og andre kilder, opplever de tap av oksygen, sannsynligheten for blomstring øker, og fenomenene med varmestress i vannlevende organismer øker;

Radioaktiv forurensning av atmosfæren, vann og jord kan ikke utelukkes under utvinning og transport av råvarer, samt under drift av kjernekraftverk, lagring og behandling av avfall og deponering av disse.

Noen måter å løse problemene med moderne energi

Det er ingen tvil om at i nær fremtid vil termisk energi forbli dominerende i energibalansen i verden og individuelle land. Det er stor sannsynlighet for en økning i andelen kull og andre typer mindre rent brensel i energiproduksjonen. I denne forbindelse vil vi vurdere noen måter og metoder for bruk som kan redusere den negative påvirkningen på miljøet betydelig. Disse metodene er hovedsakelig basert på forbedring av teknologier for drivstoffforberedelse og innsamling av farlig avfall. Blant dem er følgende:

1. Bruk og forbedring av rengjøringsapparater. For tiden fanger mange termiske kraftverk hovedsakelig faste utslipp ved hjelp av ulike typer filtre. Den mest aggressive forurensningen, svoveldioksid, fanges ikke ved mange termiske kraftverk eller fanges i begrensede mengder. Samtidig er det termiske kraftverk (USA, Japan) som utfører nesten fullstendig fjerning av denne forurensningen, samt nitrogenoksider og andre skadelige forurensninger. Til dette formål brukes spesielle installasjoner for avsvovling (for å fange svoveldioksid og trioksid) og denitrifikasjon (for å fange opp nitrogenoksider). Den mest utbredte fangsten av svovel- og nitrogenoksider utføres ved å lede røykgasser gjennom en ammoniakkløsning. Sluttproduktene av denne prosessen er ammoniumnitrat, brukt som mineralgjødsel, eller en løsning av natriumsulfitt (råstoff for kjemisk industri). Slike installasjoner fanger opp til 96 % av svoveloksidene og mer enn 80 % av nitrogenoksidene. Det finnes andre metoder for rensing fra disse gassene.

2. Redusere inntreden av svovelforbindelser i atmosfæren gjennom foreløpig avsvovling (avsvovling) av kull og andre typer brensel (olje, gass, oljeskifer) ved kjemiske eller fysiske metoder. Disse metodene gjør det mulig å utvinne fra 50 til 70 % svovel fra drivstoff før det brennes.

3. Store og reelle muligheter for å redusere eller stabilisere strømmen av forurensning til miljøet er forbundet med energibesparelser. Slike muligheter er spesielt store på grunn av reduksjonen i energiintensiteten til de resulterende produktene. For eksempel, i USA ble det i gjennomsnitt forbrukt 2 ganger mindre energi per produsert enhet enn i det tidligere Sovjetunionen. I Japan var slikt forbruk tre ganger mindre. Energibesparelser ved å redusere metallforbruket til produktene, forbedre kvaliteten og øke levetiden til produktene er ikke mindre reelle. Energisparing gjennom overgang til høyteknologiske teknologier knyttet til bruk av datamaskiner og andre svakstrømsenheter er lovende.

4. Ikke mindre betydningsfulle er mulighetene for å spare energi i hverdagen og på jobben ved å forbedre bygningers isolerende egenskaper. Virkelige energibesparelser kommer fra å erstatte glødelamper med en virkningsgrad på ca. 5 % med lysrør, hvis effektivitet er flere ganger høyere.

Det er ekstremt bortkastet å bruke elektrisk energi til å generere varme. Det er viktig å huske på at produksjon av elektrisk energi ved termiske kraftverk er forbundet med tap av omtrent 60-65 % av termisk energi, og ved kjernekraftverk – minst 70 % av energien. Energi går også tapt når den overføres gjennom ledninger over en avstand. Derfor er direkte forbrenning av drivstoff for å produsere varme, spesielt gass, mye mer rasjonelt enn å konvertere det til elektrisitet og deretter tilbake til varme.

5. Effektiviteten til brensel øker også merkbart når det brukes i stedet for termiske kraftverk ved termiske kraftverk. I sistnevnte tilfelle er gjenstandene for energiproduksjon nærmere forbruksstedene, og dermed reduseres tapene forbundet med overføring over en avstand. Sammen med elektrisitet bruker termiske kraftverk varme, som fanges opp av kjølemidler. Samtidig reduseres sannsynligheten for termisk forurensning av vannmiljøet merkbart. Den mest økonomiske måten å skaffe energi på er i små installasjoner som termiske kraftverk (iogenering) direkte i bygninger. I dette tilfellet reduseres tap av termisk og elektrisk energi til et minimum. Slike metoder brukes i økende grad i enkelte land.

Alternative energikilder

De viktigste moderne energikildene (spesielt fossilt brensel) kan betraktes som et middel for å løse energiproblemer i nær fremtid. Dette er på grunn av deres utarming og uunngåelig forurensning av miljøet. I denne forbindelse er det viktig å bli kjent med mulighetene for å bruke nye energikilder som vil erstatte eksisterende. Slike kilder inkluderer energi fra solen, vind, vann, termonukleær fusjon og andre kilder.

Solen som en kilde til termisk energi

Det er en praktisk talt uuttømmelig energikilde. Den kan brukes direkte (gjennom fangst av tekniske enheter) eller indirekte gjennom produktene fra fotosyntesen, vannsyklusen, bevegelsen av luftmasser og andre prosesser som er bestemt av solfenomener.

Å bruke solvarme er den enkleste og billigste måten å løse visse energiproblemer på. Det er anslått at i USA forbrukes omtrent 25 % av energien som produseres i landet til romoppvarming og varmtvannsforsyning. I nordlige land, inkludert Latvia, er denne andelen merkbart høyere. I mellomtiden kan en betydelig del av varmen som kreves for disse formålene oppnås ved å fange energien til solstrålene. Disse mulighetene blir mer betydningsfulle jo mer direkte solstråling når jordoverflaten.

Den vanligste metoden er å fange solenergi gjennom ulike typer samlere. I sin enkleste form er det en mørk overflate for å fange varme og en enhet for å samle og holde på den. Begge blokkene kan representere en enkelt helhet. Samlerne er plassert i et gjennomsiktig kammer, som fungerer etter prinsippet om et drivhus. Det finnes også enheter for å redusere energispredning (god isolasjon) og fjerning av den, for eksempel ved luft- eller vannstrømmer.

Passive varmesystemer er enda enklere. Sirkulasjonen av kjølevæsker her utføres som et resultat av konveksjonsstrømmer: oppvarmet luft eller vann stiger oppover, og deres plass blir tatt av kjøligere kjølevæsker. Et eksempel på et slikt system vil være et rom med store vinduer mot solen og gode isolasjonsegenskaper til materialer som kan holde på varmen i lang tid. For å redusere overoppheting på dagtid og varmetap om natten, brukes gardiner, persienner, visir og andre beskyttelsesanordninger. I dette tilfellet løses problemet med den mest rasjonelle bruken av solenergi gjennom riktig utforming av bygninger. En viss økning i byggekostnadene oppveies av effekten av å bruke billig og helt ren energi.

Den målrettede bruken av solenergi er ennå ikke stor, men produksjonen av ulike typer solfangere øker intensivt. Det er nå tusenvis av lignende systemer i drift i USA, selv om de for øyeblikket bare gir 0,5 % av varmtvannsforsyningen.

Svært enkle enheter brukes noen ganger i drivhus eller andre strukturer. For større varmeakkumulering i solrike tider av døgnet plasseres materiale med stor overflate og god varmekapasitet i slike rom. Dette kan være steiner, grov sand, vann, grus, metall osv. På dagtid samler de opp varme, og om natten slipper de den gradvis. Slike enheter er mye brukt i drivhus.

Solen som en kilde til elektrisk energi

Konvertering av solenergi til elektrisk energi er mulig ved bruk av fotoceller, der solenergi induseres til elektrisk strøm uten ekstra enheter. Selv om effektiviteten til slike enheter er lav, har de fordelen av langsom slitasje på grunn av fraværet av bevegelige deler. De viktigste vanskelighetene med å bruke fotoceller er forbundet med deres høye kostnader og okkupasjonen av store områder for plassering. Problemet kan til en viss grad løses ved å erstatte metallfotokonvertere med elastiske syntetiske, bruke tak og vegger i hus til å huse batterier, ta omformerne ut i verdensrommet osv.

I tilfeller der det kreves en liten mengde energi, er bruk av solcelleceller allerede økonomisk gjennomførbart. Eksempler på slik bruk inkluderer kalkulatorer, telefoner, fjernsyn, klimaanlegg, fyrtårn, bøyer, små vanningsanlegg, etc.

I land med store mengder solstråling er det prosjekter for fullstendig elektrifisering av visse sektorer av økonomien, for eksempel landbruk, ved bruk av solenergi. Energien som oppnås på denne måten, spesielt tatt i betraktning dens høye miljøvennlighet, er mer kostnadseffektiv enn energi oppnådd med tradisjonelle metoder.

Solstasjoner er også fengslende med evnen til raskt å sette i drift og øke kraften under drift ved ganske enkelt å koble til ekstra solfangerbatterier. Det er bygget en solkraftstasjon i California, hvis kraft er tilstrekkelig til å gi strøm til 2400 hjem.

Den andre måten å konvertere solenergi til elektrisk energi innebærer å konvertere vann til damp, som driver turbogeneratorer. I disse tilfellene brukes oftest energilagringstårn med et stort antall linser som konsentrerer solens stråler, samt spesielle soldammer. Essensen av sistnevnte er at de består av to lag med vann: det nedre med høy konsentrasjon av salter og det øvre, representert av klart ferskvann. Rollen til det energilagrende materialet spilles av saltoppløsningen. Oppvarmet vann brukes til å varme opp eller bli til dampvæsker som koker ved lave temperaturer.

I noen tilfeller er solenergi også lovende for å produsere hydrogen fra vann, som kalles "fremtidens drivstoff." Dekomponering av vann og frigjøring av hydrogen utføres i prosessen med å føre en elektrisk strøm mellom elektrodene, oppnådd i gelinstallasjoner. Ulempene med slike installasjoner er fortsatt forbundet med lav effektivitet (energien i hydrogen er bare 20 % høyere enn den som brukes på vannelektrolyse) og den høye brennbarheten til hydrogen, samt diffusjon gjennom lagringstanker.

Utnytte solenergi gjennom fotosyntese og biomasse

Mindre enn 1 % av solenergistrømmen konsentreres årlig i biomasse. Imidlertid overgår denne energien betydelig den som en person mottar fra forskjellige kilder på nåværende tidspunkt og vil motta i fremtiden.

Den enkleste måten å bruke fotosyntetisk energi på er gjennom direkte forbrenning av biomasse. I noen land som ikke har lagt inn på banen for industriell utvikling, er denne metoden den viktigste. Mer berettiget er imidlertid bearbeiding av biomasse til andre typer drivstoff, for eksempel til biogass eller etylalkohol. Den første er resultatet av anaerob (uten oksygen), og den andre aerob (i oksygenmiljø) gjæring.

Det er bevis på at en melkegård på 2 tusen hoder er i stand til å gi ikke bare selve gården biogass gjennom bruk av avfall, men også generere betydelige inntekter fra salg av energien som genereres. Store energiressurser er også konsentrert i kloakkslam, søppel og annet organisk avfall.

Alkohol hentet fra bioressurser brukes i økende grad i forbrenningsmotorer. Dermed har Brasil siden 70-tallet byttet en betydelig del av kjøretøyene sine til alkoholdrivstoff eller til en blanding av alkohol og bensin - bensinalkohol. Det er erfaring med å bruke alkohol som energibærer i USA og andre land.

For å skaffe alkohol brukes ulike organiske råvarer. I Brasil er det hovedsakelig sukkerrør, i USA er det mais. I andre land - ulike kornavlinger, poteter, tremasse. Begrensende faktorer for bruk av alkohol som energibærer er mangel på areal for å oppnå organisk materiale og miljøforurensning under produksjon av alkohol (forbrenning av fossilt brensel), samt betydelige høye kostnader (det er ca. 2 ganger dyrere enn bensin).

For Russland, der en stor mengde tre, spesielt løvfellende arter (bjørk, osp), praktisk talt ikke brukes (ikke kuttes ned eller etterlates i skjæreområder), er det svært lovende å få alkohol fra denne biomassen ved hjelp av teknologier basert på hydrolyse. Store reserver for å skaffe alkoholbrensel er også tilgjengelig fra avfall fra sagbruk og treforedlingsbedrifter.

Nylig har begrepene «energiavlinger» og «energiskog» dukket opp i litteraturen. De forstås som fytocenoser dyrket for å behandle biomassen deres til gass eller flytende brensel. "Energiskoger" er vanligvis utpekt som land der raskt voksende treslag (popler, eukalyptus, etc.) dyrkes og høstes ved bruk av intensiv teknologi i løpet av kort tid (5-10 år).

Generelt kan biodrivstoff betraktes som en vesentlig faktor for å løse energiproblemer, om ikke nå, så i fremtiden. Den største fordelen med denne ressursen er dens konstante og raske fornyelse, og med riktig bruk, utømmelighet.

Vind som energikilde

Vind, som bevegelig vann, er de eldste energikildene. I flere århundrer ble disse kildene brukt som mekaniske i møller, sagbruk, i vannforsyningssystemer til forbrukssteder osv. De ble også brukt til å generere elektrisk energi, selv om andelen av vind i denne forbindelse forble ekstremt ubetydelig.

Interessen for å bruke vind til å generere strøm har økt de siste årene. Til dags dato har vindturbiner med ulik kapasitet, inkludert gigantiske, blitt testet. Det ble konkludert med at i områder med intens luftbevegelse kan vindturbiner godt gi energi til lokale behov. Bruk av vindturbiner for å betjene enkeltobjekter (boligbygg, ikke-energikrevende industri, etc.) er berettiget. Samtidig har det blitt åpenbart at gigantiske vindturbiner ennå ikke er berettiget på grunn av de høye kostnadene for strukturer, sterke vibrasjoner, støy og raske feil. Komplekser av små vindturbiner kombinert til ett system er mer økonomiske.

I USA ble det bygget en vindkraftstasjon ved å kombinere et stort antall små vindturbiner med en kapasitet på ca. 1500 MW (ca. 1,5 kjernekraftverk). Det arbeides mye med bruk av vindenergi i Canada, Nederland, Danmark, Sverige, Tyskland og andre land. I tillegg til ressursens utømmelighet og produksjonens høye miljøvennlighet, inkluderer fordelene med vindturbiner den lave kostnaden for energien som produseres av dem. Det er 2-3 ganger lavere her enn ved termiske kraftverk og kjernekraftverk.

Muligheter for å bruke ukonvensjonelle vannressurser

Hydroressursene er fortsatt en viktig potensiell energikilde, forutsatt at det brukes mer miljøvennlige metoder for å skaffe den enn moderne. For eksempel er energiressursene til mellomstore og små elver (lengde fra 10 til 200 km) ekstremt underutnyttet. Tidligere var det små og mellomstore elver som var den viktigste energikilden. Små demninger på elver forstyrrer ikke så mye som de optimaliserer det hydrologiske regimet til elver og tilstøtende territorier. De kan betraktes som et eksempel på økologisk bestemt miljøforvaltning, skånsom inngripen i naturlige prosesser. Reservoarer opprettet på små elver strekker seg vanligvis ikke utover elvebunnene. Slike reservoarer demper fluktuasjoner i vann i elver og stabiliserer grunnvannsnivået under tilstøtende flommarker. Dette har en gunstig effekt på produktiviteten og bærekraften til både akvatiske og flomsletten økosystemer.

Det er beregninger på at det på små og mellomstore elver er mulig å få ut ikke mindre energi enn den hentes fra moderne store vannkraftverk. For tiden finnes det turbiner som gjør det mulig å få energi ved å bruke den naturlige strømmen av elver, uten å bygge demninger. Slike turbiner installeres enkelt på elver og flyttes om nødvendig til andre steder. Selv om kostnadene for energien som produseres ved slike installasjoner er merkbart høyere enn ved store vannkraftverk, termiske kraftverk eller kjernekraftverk, gjør dens høye miljøvennlighet det hensiktsmessig å skaffe den.

Energiressurser i hav, hav og termalvann

Vannmassene i hav og hav har store energiressurser. Disse inkluderer energien til ebb og flom, havstrømmer og temperaturgradienter på forskjellige dyp. For tiden brukes denne energien i ekstremt små mengder på grunn av de høye produksjonskostnadene. Dette betyr imidlertid ikke at dens andel av energibalansen ikke vil øke i fremtiden.

Det er for tiden to eller tre tidevannskraftverk i drift i verden. Men bortsett fra de høye energikostnadene, kan kraftverk av denne typen ikke anses som svært miljøvennlige. Under konstruksjonen blokkerer demninger bukter, noe som dramatisk endrer miljøfaktorer og levekår for organismer.

I havvann kan temperaturforskjeller på forskjellige dyp brukes til å generere energi. I varme strømmer, for eksempel i Golfstrømmen, når de 20 ° C. Prinsippet er basert på bruk av væsker som koker og kondenserer ved små temperaturforskjeller. Varmt vann i overflatelagene brukes til å omdanne væske til damp, som roterer turbinen, mens kaldt dypvann brukes til å kondensere damp til væske. Vanskeligheter er forbundet med omfanget av strukturene og deres høye kostnader. Installasjoner av denne typen er fortsatt på teststadiet.

Mulighetene for å bruke geotermiske ressurser er uforlignelig mer realistiske. I dette tilfellet er varmekilden oppvarmet vann som finnes i jordens tarmer. I noen områder strømmer slike vann til overflaten i form av geysirer. Geotermisk energi kan brukes både i form av varme og til å generere elektrisitet.

Det gjennomføres også eksperimenter på bruken av varme som finnes i de faste strukturene i jordskorpen. Denne varmen hentes fra dypet ved å pumpe vann, som deretter brukes på samme måte som andre termiske vann.

Allerede i dag forsynes enkeltbyer eller virksomheter med energi fra geotermisk vann. Dette gjelder spesielt hovedstaden på Island - Reykjavik. På begynnelsen av 80-tallet produserte verden rundt 5000 MW elektrisitet fra geotermiske kraftverk (ca. 5 kjernekraftverk). Blant landene i det tidligere Sovjetunionen er betydelige geotermiske vannressurser bare tilgjengelige i Russland i Kamchatka, men de brukes fortsatt i små mengder. I det tidligere Sovjetunionen ble bare rundt 20 MW elektrisitet produsert fra denne typen ressurs.

Fusjonsenergi

Moderne kjernekraft er basert på splitting av atomkjerner i to lettere med frigjøring av energi proporsjonal med tap av masse. Kilden til energi og forfallsprodukter er radioaktive grunnstoffer. De viktigste miljøproblemene til kjernekraft er knyttet til dem.

Enda mer energi frigjøres i prosessen med kjernefysisk fusjon, der to kjerner smelter sammen til en tyngre, men også med tap av masse og frigjøring av energi. Utgangselementene for syntese er hydrogen, det siste elementet er helium. Begge elementene har ingen negativ innvirkning på miljøet og er praktisk talt uuttømmelige.

Resultatet av kjernefysisk fusjon er solens energi. Denne prosessen har blitt modellert av mennesker i eksplosjonene av hydrogenbomber. Oppgaven er å gjøre kjernefysisk fusjon kontrollerbar og å bruke energien målrettet. Den største vanskeligheten er at kjernefysisk fusjon er mulig ved svært høye trykk og temperaturer på rundt 100 millioner °C. Det er ingen materialer som reaktorer kan lages av for å utføre ultra-høytemperatur (termonukleære) reaksjoner. Alt materiale smelter og fordamper.

Forskere har tatt veien til å søke etter muligheten for å utføre reaksjoner i et miljø som ikke er i stand til å fordampe. For å oppnå dette testes for tiden to tilnærminger. En av dem er basert på retensjon av hydrogen i et sterkt magnetfelt. En installasjon av denne typen kalles TOKAMAK (Toroidal Chamber with a Magnetic Field). Et slikt kamera ble utviklet ved det russiske instituttet oppkalt etter. Kurchatova. Den andre måten innebærer bruk av laserstråler, som sikrer at ønsket temperatur oppnås, og hydrogen tilføres til konsentrasjonsstedene.

Til tross for noen positive resultater i implementeringen av kontrollert kjernefysisk fusjon, uttrykkes det meninger om at det i nær fremtid er usannsynlig at det vil bli brukt til å løse energi- og miljøproblemer. Dette skyldes den uløste naturen til mange problemer og behovet for enorme kostnader for ytterligere eksperimentell, og enda mer industriell utvikling.

Konklusjon

Avslutningsvis kan vi konkludere med at dagens kunnskapsnivå, samt eksisterende og under utvikling teknologier, gir grunnlag for optimistiske prognoser: Menneskeheten står ikke i fare for en fastlåst situasjon verken i forhold til utarming av energiressurser eller mht. miljøproblemer generert av energi. Det er reelle muligheter for overgang til alternative energikilder (uuttømmelige og miljøvennlige). Fra disse posisjonene kan moderne metoder for energiproduksjon betraktes som en slags overgang. Spørsmålet er hvor lang denne overgangsperioden er og hvilke muligheter som finnes for å forkorte den.

I løpet av denne perioden bestemte mange land seg for å helt eller gradvis forlate utviklingen av kjernekraft. 1.3 Kjennetegn ved alternativ hydrogenenergi Hydrogenenergi omfatter følgende hovedområder: Utvikling av effektive metoder og prosesser for storskala produksjon av billig hydrogen fra metan og hydrogensulfidholdig naturgass, samt basert på vannnedbrytning; ...

Det kan endre miljøsituasjonen i landet betydelig, forbedre miljøvern og bruk av naturressurser. Det er åpenbart at det er umulig å løse miljøproblemer og oppnå en bærekraftig type utvikling uten en generell forbedring av landets økonomiske situasjon og effektiv makroøkonomisk politikk. Forverringen av miljøsituasjonen i republikken er påvirket av en rekke økonomiske og...

Alternativet med maksimalt energiforbruk i 2020 vil utgjøre 99 % av nivået på tilsvarende utslipp i 1990, og i 2030 vil de overstige dem med 3...4 %. Miljøproblemer ved utviklingen av den elektriske kraftindustrien i RAO UES i Russland Hovedfaktorene som bestemmer miljøbelastningen ved produksjon av elektrisk energi er: Tilstedeværelsen av et høyt nivå av bruttoutslipp av skadelige stoffer i...

Introduksjon
1. Energiproblemer
2. Miljøproblemer ved termisk energi
3. Vannkraftens miljøproblemer
4. Miljøproblemer ved kjernekraft
5. Måter å løse problemene med moderne energi
Konklusjon
Liste over brukt litteratur

Introduksjon

Den menneskeskapte perioden er revolusjonerende i jordens historie. Menneskeheten manifesterer seg som den største geologiske kraften når det gjelder omfanget av dens aktiviteter på planeten vår. Og hvis vi husker den korte varigheten av menneskets eksistens sammenlignet med planetens liv, vil betydningen av hans aktiviteter fremstå enda klarere.

Menneskets tekniske evne til å endre det naturlige miljøet har raskt økt, og nådde sitt høyeste punkt i den vitenskapelige og teknologiske revolusjonens tid. Nå er han i stand til å gjennomføre prosjekter for å transformere naturmiljøet som han ikke engang turte å drømme om før relativt nylig. Veksten av menneskelig kraft fører til en økning i konsekvensene av hans aktiviteter som er negative for naturen og til slutt farlige for menneskets eksistens, hvis betydning først nå begynner å bli realisert.

Dannelsen og utviklingen av det menneskelige samfunn ble ledsaget av lokale og regionale miljøkriser av antropogen opprinnelse. Vi kan si at menneskehetens skritt fremover langs veien for vitenskapelig og teknologisk fremgang ustanselig ble ledsaget av negative aspekter, hvis kraftige forverring førte til miljøkriser.

Et karakteristisk trekk ved vår tid er intensiveringen og globaliseringen av menneskelig påvirkning på det naturlige miljøet, som er ledsaget av en enestående intensivering og globalisering av de negative konsekvensene av denne påvirkningen. Og hvis tidligere menneskeheten opplevde lokale og regionale miljøkriser, som kunne føre til døden til enhver sivilisasjon, men ikke hindret den videre fremgangen til menneskeheten som helhet, så er den nåværende miljøsituasjonen full av global økologisk kollaps. Fordi det moderne mennesket ødelegger mekanismene for biosfærens integrerte funksjon på planetarisk skala. Det blir stadig flere krisepunkter, både i problematisk og i romlig forstand, og de viser seg å henge sammen. Det er denne omstendigheten som lar oss snakke om tilstedeværelsen av en global miljøkrise og trusselen om miljøkatastrofe.

Det er et billedlig uttrykk for at vi lever i en tid med tre "E": økonomi, energi, økologi. Samtidig tiltrekker økologi som vitenskap og tenkemåte mer og mer oppmerksomhet fra menneskeheten.

For tiden har begrepet "økologi" gjennomgått betydelig transformasjon. Den har blitt mer menneskeorientert på grunn av dens ekstremt store og spesifikke påvirkning på miljøet.

1. Energiproblemer

Energi er en produksjonssektor som utvikler seg i et enestående raskt tempo. Hvis befolkningen dobles i løpet av 40-50 år under forholdene til den moderne demografiske eksplosjonen, skjer dette i energiproduksjon og -forbruk hvert 12.-15. år. Med et slikt forhold mellom veksthastigheter for befolkning og energi, øker energitilgjengeligheten eksponentielt ikke bare totalt sett, men også per innbygger.

hvilken innvirkning har hovedtypene av moderne (termisk, vann, kjernefysisk) energi på biosfæren og dens individuelle elementer, og hvordan vil forholdet mellom disse typene i energibalansen endre seg på kort og lang sikt;
er det mulig å redusere den negative påvirkningen på miljøet av moderne (tradisjonelle) metoder for å skaffe og bruke energi;
hva er mulighetene for energiproduksjon ved bruk av alternative (utradisjonelle) ressurser, som solenergi, vindenergi, termisk vann og andre kilder som er uuttømmelige og miljøvennlige.

For tiden dekkes energibehovet hovedsakelig gjennom tre typer energiressurser:

1) organisk drivstoff,

3) atomkjernen.

2. Miljøproblemer ved termisk energi

Omtrent 90 % av energien produseres i dag ved å brenne brensel (inkludert kull, ved og andre bioressurser). Andelen termiske kilder reduseres til 80-85 % i elektrisitetsproduksjonen. Samtidig brukes olje og petroleumsprodukter i industriland hovedsakelig for å dekke transportbehov. For eksempel, i USA (data for 1995) utgjorde olje 44 % av landets totale energibalanse, og bare 3 % av elektrisitetsproduksjonen. Kull er preget av det motsatte mønsteret: med 22 % av den totale energibalansen er det hovedkilden til elektrisitet (52 %). I Kina er andelen kull i produksjonen av elektrisitet nær 75%, mens i Russland er den dominerende elektrisitetskilden naturgass (omtrent 40%), og andelen kull utgjør bare 18% av den mottatte energien, andelen olje overstiger ikke 10 %.

Forbrenning av drivstoff er ikke bare den viktigste energikilden, men også den viktigste leverandøren av forurensninger til miljøet. Termiske kraftverk er mest "ansvarlige" for den økende drivhuseffekten og sur nedbør. De, sammen med transport, forsyner atmosfæren med hovedandelen av teknogent karbon (hovedsakelig i form av CO2), ca. 50 % svoveldioksid, 35 % nitrogenoksider og ca. 35 % støv. Det er bevis for at termiske kraftverk forurenser miljøet med radioaktive stoffer 2-4 ganger mer enn kjernekraftverk med samme kraft.

3. Vannkraftens miljøproblemer

4. Miljøproblemer ved kjernekraft

Inntil nylig ble kjernekraft ansett som den mest lovende. Dette skyldes både relativt store reserver av kjernebrensel og dets skånsomme innvirkning på miljøet. Fordelene inkluderer også muligheten for å bygge kjernekraftverk uten å være bundet til ressursforekomster, siden transporten av dem ikke krever betydelige kostnader på grunn av små volumer. Det er nok å merke seg at 0,5 kg kjernebrensel lar deg få samme mengde energi som å brenne 1000 tonn kull.

Fram til midten av 80-tallet så menneskeheten på atomenergi som en av veiene ut av energisperren. På bare 20 år (fra midten av 60-tallet til midten av 80-tallet) økte den globale andelen energi produsert av atomkraftverk fra nesten null til 15-17 %, og i en rekke land ble den utbredt. Ingen annen type energi har hatt slike vekstrater. Inntil nylig var de viktigste miljøproblemene til kjernekraftverk knyttet til deponering av brukt brensel, så vel som med avviklingen av selve kjernekraftverkene etter slutten av deres tillatte levetid. Det er bevis for at kostnadene for slikt avviklingsarbeid varierer fra 1/6 til 1/3 av kostnadene for selve kjernekraftverkene.

Noen parametere for innvirkningen av kjernekraftverk og termiske kraftverk på miljøet er presentert i tabellen.

Tabell 4.1

Sammenligning av kjernekraftverk og termiske kraftverk når det gjelder drivstofforbruk og påvirkning på miljøet.

Kraften til kraftverkene er 1000 MW, i drift hele året.

Ved normal drift av et kjernekraftverk er utslipp av radioaktive elementer til miljøet ekstremt ubetydelige. I gjennomsnitt er de 2-4 ganger mindre enn fra termiske kraftverk med samme kraft.

I mai 1986 De 400 kraftenhetene som opererte i verden og ga mer enn 17 % av elektrisiteten økte den naturlige bakgrunnsradioaktiviteten med ikke mer enn 0,02 %. Før Tsjernobyl-katastrofen, ikke bare i verden, men også i Russland, hadde ingen industri et lavere nivå av yrkesskader enn kjernekraftverk. 30 år før tragedien døde 17 mennesker i ulykker, og da av ikke-strålingsårsaker. Etter 1986 begynte den viktigste miljøfaren ved atomkraftverk å være forbundet med muligheten for ulykker. Selv om sannsynligheten deres ved moderne atomkraftverk er liten, kan det ikke utelukkes. Den største ulykken av denne typen er det som skjedde ved den fjerde enheten til atomkraftverket i Tsjernobyl.

Det uunngåelige resultatet av drift av kjernekraftverk er termisk forurensning. Per energienhet mottatt her er den 2-2,5 ganger større enn ved termiske kraftverk, hvor mye mer varme slippes ut i atmosfæren. Produksjonen av 1 million kW elektrisitet ved et termisk kraftverk produserer 1,5 km3 oppvarmet vann, ved et kjernekraftverk med samme kraft når volumet av oppvarmet vann 3-3,5 km3.

Konsekvensen av store varmetap ved kjernekraftverk er lavere effektivitet sammenlignet med termiske kraftverk. Ved sistnevnte er det 35 %, og ved atomkraftverk er det bare 30-31 %.

Generelt kan følgende påvirkninger av kjernekraftverk på miljøet nevnes:

ødeleggelse av økosystemer og deres elementer (jord, jord, akviferer, etc.) på steder for malmgruvedrift (spesielt med den åpne metoden);
beslagleggelse av land for bygging av selve kjernekraftverk. Spesielt store områder er fremmedgjort for bygging av konstruksjoner for tilførsel, drenering og kjøling av oppvarmet vann. Et kraftverk på 1000 MW krever en kjøledam med et areal på rundt 800-900 hektar. Dammer kan erstattes av gigantiske kjøletårn med en diameter ved bunnen av 100-120 og en høyde lik en 40-etasjers bygning;
uttak av betydelige mengder vann fra ulike kilder og utslipp av oppvarmet vann. Hvis disse vannet kommer inn i elver og andre kilder, opplever de tap av oksygen, sannsynligheten for blomstring øker, og fenomenene med varmestress i vannlevende organismer øker;
Radioaktiv forurensning av atmosfæren, vann og jord kan ikke utelukkes under utvinning og transport av råvarer, samt under drift av kjernekraftverk, lagring og behandling av avfall og deponering av disse.

5. Måter å løse problemene med moderne energi

Det er ekstremt bortkastet å bruke elektrisk energi til å generere varme. Det er viktig å huske på at å skaffe elektrisk energi ved termiske kraftverk er forbundet med et tap på omtrent 60-65 % av termisk energi, og ved kjernekraftverk – minst 70 % av energien. Energi går også tapt når den overføres gjennom ledninger over en avstand. Derfor er direkte forbrenning av drivstoff for å produsere varme, spesielt gass, mye mer rasjonelt enn å konvertere det til elektrisitet og deretter tilbake til varme.

Det finnes også ulike alternative energikilder. De viktigste moderne energikildene (spesielt fossilt brensel) kan betraktes som et middel for å løse energiproblemer i nær fremtid. Dette er på grunn av deres utarming og uunngåelig forurensning av miljøet. I denne forbindelse er det viktig å bli kjent med mulighetene for å bruke nye energikilder som vil erstatte eksisterende. Slike kilder inkluderer solenergi, vind, vann, termonukleær fusjon og andre kilder som kan brukes som følger:

solen som en kilde til termisk energi
solen som en kilde til elektrisk energi
utnytte solenergi gjennom fotosyntese og biomasse
vind som energikilde
muligheter for å bruke ukonvensjonelle vannressurser
energiressurser i hav, hav og termalvann
termonukleær energi.

Konklusjon

La oss vurdere i tabellen ulike alternative energikilder, deres status, miljøvennlighet, utviklingsutsikter for å løse energiproblemer som påvirker miljøet.

Energikilde	Tilstand og miljøvennlighet	Utsikter for bruk
kull	hard
	kjemisk forurensning av atmosfæren konvensjonelt tatt som 1	potensielle reserver 10125 milliarder tonn, lovende i minst 100 år
olje	væske
	kjemisk forurensning av atmosfæren 0,6 konvensjonelle enheter	potensiell reserve 270-290 milliarder tonn, lovende i minst 30 år
gass	gassformig
	kjemisk forurensning av atmosfæren 0,2 konvensjonelle enheter	potensiell reserve 270 milliarder tonn, lovende for 30-50 år
skifer	hard
	betydelige mengder avfall og utslipp som er vanskelig å eliminere	reserver mer enn 38 400 milliarder tonn, lite lovende på grunn av forurensning
torv	hard
	høyt askeinnhold og miljøbrudd på gruveanlegg	reserver er betydelige: 150 milliarder tonn, lite lovende på grunn av høyt askeinnhold og miljøbrudd på produksjonssteder
vannkraft	væske
	forstyrrelse av økologisk balanse	reserver 890 millioner tonn oljeekvivalenter
geotermisk	væske
energi	kjemisk forurensning	uuttømmelig, lovende
solenergi		praktisk talt uuttømmelig, lovende
tidevannsenergi	væske
	termisk forurensning	praktisk talt uuttømmelig
atomisk forfallsenergi	hard	reserver er fysisk uuttømmelige, miljøfarlige

Det er reelle muligheter for overgang til alternative energikilder (uuttømmelige og miljøvennlige). Fra disse posisjonene kan moderne metoder for energiproduksjon betraktes som en slags overgang. Spørsmålet er hvor lang denne overgangsperioden er og hvilke muligheter som finnes for å forkorte den.

Liste over brukt litteratur

Attali J. På terskelen til et nytt årtusen: Trans. fra engelsk - M.: Internasjonale relasjoner, 1993.
Brodsky A.K. Kortkurs i generell økologi: Lærebok. — 3. utg. – M., 1999.
Gorelov A.A. Økologi: Lærebok. godtgjørelse. - M.: Senter, 1998.
Erofeev B.V. Miljørett: Lærebok for universiteter. - M.: Jurisprudens, 1999.
Erofeev B.V. Russlands miljølov: Lærebok. - M.: Yurist, 1996.
Lavrov S.B. Globale problemer i vår tid: del 1. - St. Petersburg, 1993.
Lavrov S.B. Vår tids globale problemer: del 2. - St. Petersburg, 1995.

Institutt for samferdsel og kommunikasjon

sivilforsvar

Tema: Miljøproblemer med energi

Type: Abstrakt

Fullført av: Sitnikov Maxim

gruppe 3301 BN

Dato for innsending for verifisering: ______ ___

Returdato for revisjon:______ ___

Bestått/ikke bestått

Lærer: L.N. Zagrebina

Riga-2004
Introduksjon

Det er et billedlig uttrykk for at vi lever i en tid med tre "E": økonomi, energi, økologi. Samtidig tiltrekker økologi som vitenskap og tenkemåte mer og mer oppmerksomhet fra menneskeheten.

For tiden har begrepet "økologi" gjennomgått betydelig transformasjon. Den har blitt mer menneskeorientert på grunn av dens ekstremt store og spesifikke påvirkning på miljøet.

Det er derfor anerkjent at miljøopplæring bør gå i minst to retninger gjennom studier av spesielle integrerte kurs og gjennom grønnere all vitenskapelig, industriell og pedagogisk virksomhet.

I en generalisert form studerer økologi de mest generelle mønstrene for forhold mellom organismer og deres samfunn med miljøet under naturlige forhold.

Energiproblemer

· hvilken innvirkning har hovedtypene av moderne (termisk, vann, kjernefysisk) energi på biosfæren og dens individuelle elementer og hvordan vil forholdet mellom disse typene i energibalansen endre seg på kort og lang sikt;

· Er det mulig å redusere den negative påvirkningen på miljøet av moderne (tradisjonelle) metoder for å skaffe og bruke energi;

· hva er mulighetene for energiproduksjon ved bruk av alternative (utradisjonelle) ressurser, som solenergi, vindenergi, termisk vann og andre kilder som er uuttømmelige og miljøvennlige.

Miljøproblemer med termisk energi

Forbrenning av drivstoff er ikke bare den viktigste energikilden, men også den viktigste leverandøren av forurensninger til miljøet. Termiske kraftverk er mest "ansvarlige" for den økende drivhuseffekten og sur nedbør. De, sammen med transport, forsyner atmosfæren med hovedandelen av teknogent karbon (hovedsakelig i form av CO2), ca. 50 % svoveldioksid, 35 % nitrogenoksider og ca. 35 % støv. Det er bevis for at termiske kraftverk forurenser miljøet med radioaktive stoffer 2-4 ganger mer enn kjernekraftverk med samme kraft.

Vannkraftens miljøproblemer

Miljøproblemer ved kjernekraft

Fram til midten av 80-tallet så menneskeheten på atomenergi som en av veiene ut av energisperren. På bare 20 år (fra midten av 60-tallet til midten av 80-tallet) økte den globale andelen energi produsert av atomkraftverk fra nesten null til 15-17 %, og i en rekke land ble den utbredt. Ingen annen type energi har hatt slike vekstrater. Inntil nylig var de viktigste miljøproblemene til kjernekraftverk knyttet til deponering av brukt brensel, så vel som med avviklingen av selve kjernekraftverkene etter slutten av deres tillatte levetid. Det er bevis for at kostnadene for slikt avviklingsarbeid varierer fra 1/6 til 1/3 av kostnadene for selve kjernekraftverkene.

Noen parametere for virkningen av kjernekraftverk og termiske kraftverk på miljøet er presentert i tabellen:

Sammenligning av kjernekraftverk og termiske kraftverk når det gjelder drivstofforbruk og påvirkning på miljøet. Kraften til kraftverkene er 1000 MW, i drift hele året; (B. Nebel, 1993)

Ved normal drift av et kjernekraftverk er utslipp av radioaktive elementer til miljøet ekstremt ubetydelige. I gjennomsnitt er de 2-4 ganger mindre enn fra termiske kraftverk med samme kraft.

Det uunngåelige resultatet av drift av kjernekraftverk er termisk forurensning. Per energienhet mottatt her er den 2-2,5 ganger større enn ved termiske kraftverk, hvor mye mer varme slippes ut i atmosfæren. Produksjonen av 1 million kW elektrisitet ved et termisk kraftverk produserer 1,5 km3 oppvarmet vann, ved et kjernekraftverk med samme kraft når volumet av oppvarmet vann 3-3,5 km3.

Konsekvensen av store varmetap ved kjernekraftverk er lavere effektivitet sammenlignet med termiske kraftverk. Ved sistnevnte er det 35 %, og ved atomkraftverk er det bare 30-31 %.

Generelt kan følgende påvirkninger av kjernekraftverk på miljøet nevnes:

· ødeleggelse av økosystemer og deres elementer (jordsmonn, jordsmonn, akviferer, etc.) på steder for malmgruvedrift (spesielt med den åpne metoden);

· beslagleggelse av land for bygging av selve kjernekraftverk. Spesielt store områder er fremmedgjort for bygging av konstruksjoner for tilførsel, drenering og kjøling av oppvarmet vann. Et kraftverk på 1000 MW krever en kjøledam med et areal på rundt 800-900 hektar. Dammer kan erstattes av gigantiske kjøletårn med en diameter ved bunnen av 100-120 m og en høyde lik en 40-etasjers bygning;

· uttak av betydelige mengder vann fra ulike kilder og utslipp av oppvarmet vann. Hvis disse vannet kommer inn i elver og andre kilder, opplever de tap av oksygen, sannsynligheten for blomstring øker, og fenomenene med varmestress i vannlevende organismer øker;

· radioaktiv forurensning av atmosfæren, vann og jord kan ikke utelukkes under utvinning og transport av råvarer, samt under drift av kjernekraftverk, lagring og behandling av avfall og deponering av disse.