Енергетика та навколишнє середовище

Екологічне право

Міністерство Освіти РФ

Реферат

з дисципліни екологія:

«Енергетика та навколишнє середовище».

Виконав: група "/p>

Проверила:

Зміст:

Введеніе________________________________________________________3

Проблеми енергетікі__________________________________________4

1.1. Екологічні проблеми теплової енергетікі_________________4

1.2. Екологічні проблеми гідроенергетікі_____________________8

1.3. Екологічні проблеми ядерної енергетікі__________________11
1. Деякі шляхи вирішення проблем сучасної енергетікі__________13
Заключеніе______________________________________________________15
Список використаної літератури_________________________________16

Введення.
Виробництво енергії, що є необхідним засобом для існування ірозвитку людства, впливає на природу і навколишнєлюдини середовище. Содной боку в побут і виробничу діяльністьлюдини настільки твердо увійшла тепло-і електроенергія, що людина навіть іне мислить свого існування без неї і споживає самі собою зрозуміліневичерпні ресурси. З іншого боку, людина все більше і більше своєзагострює увагу на економічному аспекті енергетики і вимагаєекологічно чистих енергетичних виробництв. Це говорить про необхідністьвирішення комплексу питань, серед яких перерозподіл коштів напокриття потреб людства, практичне використання в народному господарствідосягнень, пошук та розробка нових альтернативних технологій длявироблення тепло-та електроенергії і т.д.

1. Проблеми енергетики.
Сучасний період розвитку людства іноді характеризують через три
«Е»: енергетика, економіка, екологія. Енергетика в цьому ряду займаєособливе місце. Вона є визначальною і для економіки, і для екології. Віднеї у вирішальній мірі залежить економічний потенціал держав ідобробут людей. Вона ж надає найбільш сильний вплив нанавколишнє середовище, екосистеми та біосферу в цілому. Найгостріші екологічніпроблеми (зміна клімату, кислотні опади, загальне забруднення середовища іінші) прямо або опосередковано пов'язані з виробництвом, або з використанняменергії. Енергетики належить першість не тільки в хімічному, а й уінших видах забруднення: тепловому, аерозольному, електромагнітному,радіоактивному. Тому не буде перебільшенням сказати, що від рішенняенергетичних проблем залежить можливість вирішення основних екологічнихпроблем. Енергетика - це та галузь виробництва, яка розвиваєтьсянебачено швидкими темпами. Якщо чисельність населення в умовахсучасного демографічного вибуху подвоюється за 40-50 років, то ввиробництві та споживанні енергії це відбувається через кожні 12-15 років.
При такому співвідношенні темпів зростання населення та енергетики,енергооснащеність лавиноподібно збільшується не тільки в сумарномувираженні, але й у розрахунку на душу населення.
Ні підстави очікувати, що темпи виробництва та споживання енергії внайближчій перспективі суттєво зміняться (деяке уповільнення їх упромислово розвинених країнах компенсується зростанням енергоозброєностікраїн третього світу), тому важливо отримати відповіді на такі питання:
- Який вплив на біосферу та окремі її елементи надають основні видисучасної (теплової, водному, атомної) енергетики і як буде змінюватисяспіввідношення цих видів в енергетичному балансі в найближчій і віддаленійперспективі;
- чи можна зменшити негативний вплив на середу сучасних
(традиційних) методів отримання та використання енергії;
- які можливості виробництва енергії за рахунок альтернативних
(нетрадиційних) ресурсів, таких як енергія сонця, вітру, термальних водта інших джерел, що відносяться до невичерпних і екологічночистим.
В даний час енергетичні потреби забезпечуються в основному зарахунок трьох видів енергоресурсів: органічного палива, води і атомногоядра. Енергія води та атомна енергія використовуються людиною післяперетворення її в електричнуенергію. У той же час значна кількість енергії, укладеної ворганічному паливі, використовується у вигляді теплової і лише частина їїперетворюється в електричну. Однак і в тому і в іншому випадкувивільнення енергії з органічного палива пов'язано з його спалюванням, а,отже, і з надходженням продуктів горіння в навколишнє середовище.
Познайомимося з основними екологічними наслідками сучасних способівотримання і використання енергії.

1.1. Екологічні проблеми теплової енергетики

За рахунок спалювання палива (включаючи дрова та інші біоресурси) у цейчас виробляється близько 90% енергії. Частка теплових джерел зменшуєтьсядо 80-85% у виробництві електроенергії. При цьому в промислово розвиненихкраїнах нафту та нафтопродукти використовуються в основному для забезпечення потребтранспорту. Наприклад, у США (дані на 1995 р.) нафту в загальному енергобалансікраїни становила 44%, а в отриманні електроенергії-тільки 3%. Для вугілляхарактерна протилежна закономірність: при 22% в загальному енергобалансі вінє основним у отриманні електроенергії (52%). У Китаї частка вугілля вотриманні ? дит з різних причин. У них різко збільшується кількість органічних речовин як за рахунок що пішли під воду екосистем (деревина, інші рослинні залишки, гумус грунтів і т. п.), так і внаслідок їх накопичення в результаті уповільненого водообміну. Це свого роду відстійники та акумулятори речовин, що надходять з водозборів.
У водоймищах різко посилюється прогрівання вод, що інтенсифікуєвтрату ними кисню та інші процеси, обумовлює тепловимзабрудненням. Останнє, спільно з накопиченням біогенних речовин, створюєумови для заростання водойм та інтенсивного розвитку водоростей, у томучислі й отруйних синьо-зелених (ціаном). З цих причин, а такожвнаслідок повільної оновлюваності вод різко знижується їх здатність досамоочищення. Погіршення якості води призводить до загибелі багатьох її мешканців.
Зростає захворюваність рибного стада, особливо ураження гельмінтами.
Знижуються смакові якості мешканців водного середовища.
Порушуються шляхи міграції риб, йде руйнування кормових угідь, нерестовищі т. п. Волга багато в чому втратила своє значення як нерестовище дляосетрових Каспію після будівництва на ній каскаду ГЕС.

Зрештою перекриті водосховищами річкові системи з транзитнихперетворюються у транзитно-акумулятивні.

Крім біогенних речовин, тут акумулюються важкі метали,радіоактивні елементи і багато отрутохімікати з тривалим періодом життя.
Продукти акумуляції роблять проблематичним можливість використаннятериторій, займаних водосховищами, після їх ліквідації. Єдані, що в результаті замулення равнш мі водосховища втрачають своюцінність як енергетичні об'єкти через 50-100 років після їхбудівництва. Наприклад, підраховано, що більша Асуанська гребля,побудована на Нілі в 60-і роки, буде наполовину замулена вже до 2025 року.
Незважаючи на відносну дешевизну енергії, яку отримують за рахунокгідроресурсів, їх частка в енергетичному балансі поступово зменшується. Цепов'язано як з вичерпанням найбільш дешевих ресурсів, так і з великоютериторіальної ємністю рівнинних водосховищ. Вважається, що вперспективі світове виробництво енергії на ГЕС не буде перевищувати 5% відзагальної.
Водосховища роблять помітний вплив на атмосферні процеси.
Наприклад, у посушливих (арідпих) районах, випаровування з поверхніводосховищ перевищує випаровування з рівновеликої поверхні суші в десяткиразів. Тільки з каскаду Волзько-Камс-ких водосховищ щорічно випаровуєтьсяблизько 6 км3. Це приблизно 2-3 річні норми споживання води Москвою. Зпідвищеним випаровуванням пов'язане пониження температури повітря, збільшеннятуманних явищ. Різниця теплових балансів водосховищ та прилеглоїсуші обумовлює формування місцевих вітрів типу бризів. Ці, а такожінші явища мають наслідком зміну екосистем (не завжди позитивну),зміна погоди. У ряді випадків у зоні водосховищ доводиться мінятинапрям сільського господарства. Наприклад, в південних районах нашої країнидеякі теплолюбні культури (баштанні) не встигають визрівати,підвищується захворюваність рослин, погіршується якість продукції.
Витрати гідробудівництва для середовища помітно менше в гірських районах, деводосховища зазвичай невеликі за площею. Однак у сейсмонебезпечних гірськихрайонах водосховища можуть провокувати землетрусу. Збільшуєтьсяймовірність зсувних явищ і ймовірність катастроф внаслідокможливого руйнування гребель. Так, в 1960 р. в Індії (штат Гун-жарат) ввнаслідок прориву греблі вода забрала 15 тисяч життів людей.

1.3. Екологічні проблеми ядерної енергетики

Ядерна енергетика донедавна розглядалася як найбільшперспективна. Це пов'язано як з відносно великими запасами ядерноїпалива, так і зі зменшеним впливом на середу. До переваг відноситьсятакож можливість будівництва АЕС, не прив'язуючись до родовищресурсів, оскільки їх транспортування не потребує істотних витрат узв'язку з малими обсягами. Досить сказати, що 0,5 кг ядерного паливадозволяє отримувати, стільки ж енергії, скільки спалювання 1000 тоннкам'яного вугілля.

До середини 80-х років людство в ядерній енергетиці бачило один звиходів з енергетичного глухого кута. Тільки за 20 років (з середини 60-х досередини 80-х років) світова частка енергетики, отриманої на АЕС, зрослапрактично з нульових значень до 15-17%, а в ряді країн вона сталапереважаючою. Жоден інший вид енергетики не мав таких темпів зростання.

До недавнього часу основні екологічні проблеми АЕС зв'язувалися зпохованням відпрацьованого палива, а також з ліквідацією самих АЕС післязакінчення допустимих термінів експлуатації. Є дані, що вартістьтаких ліквідаційних робіт складає від 1/6 до 1/3 від вартості самих АЕС.
Деякі параметри впливу АЕС та ТЕС на середу представлені в таблиці
3.

При нормальній роботі АЕС викиди радіоактивних елементів в середу вкрайнезначні. У середньому вони в 2-4 рази менше, ніж від ТЕС однаковоюпотужності.

До травня 1986 400 енергоблоків, що працювали в світі і які давали більше 17%електроенергії, збільшили природний фон радіоактивності не більше ніж на
0,02%. До Чорнобильської катастрофи в нашій країні ніяка галузьвиробництва не мала меншого рівня виробничого травматизму, ніж
АЕС. За 30 років до трагедії при аваріях, і то по нерадіаційних причин,загинуло 17 людей. Після 1986 р. головну екологічну небезпеку АЕС сталипов'язувати з можливістю аварій. Хоча ймовірність їх на сучасних АЕС іневелика, але вона і не виключається. До найбільш великих аварій такого планувідноситься що трапилася на четвертому блоці Чорнобильської АЕС.

За різними даними, сумарний викид продуктів розподілу від містятьсяв реакторі склав від 3,5% (63 кг) до 28% (50 т). Для порівняння зазначимо,що бомба, скинута на Хіросіму, дала тільки 740 г радіоактивногоречовини.

У результаті аварії на Чорнобильській АЕС радіоактивного забрудненняпіддалася територія в радіусі більше 2 тис. км, що охопила більше 20держав. У межах колишнього СРСР постраждало 11 областей, де проживає
17 млн. чоловік. Загальна площа забруднених територій перевищує 8 млн. га,або 80000 км2. У Росії найбільш значно постраждали Брянська,
Калузька, Тульська і Орловська області. Плями забруднень є в
Бєлгородської, Рязанської, Смоленської, Ленінградської та інших областях.

У результаті аварії загинув 31 чоловік і понад 200 осіб отримали дозурадіації, що привела до променевої хвороби. 115 тис. людей було евакуйованоз найбільш небезпечною (30-кілометрової) зони відразу після аварії. Число жертві кількість евакуйованих жителів збільшується, розширюється зоназабруднення в результаті переміщення радіоактивних речовин вітром, припожежах, з транспортом і т. п. Наслідки аварії будуть позначатися нажиття декількох поколінь.

Після аварії на Чорнобильській АЕС окремі країни прийняли рішення проповну заборону на будівництво АЕС. У їх числі 'Швеція, Італія, Бразилія,
Мексика. Швеція, крім того, оголосила про намір демонтувати всідіючі реактори (їх 12), хоча вони і давали близько 45% усієїелектроенергії країни. Різко уповільнилися темпи розвитку даного видуенергетики в інших країнах. Вжито заходів щодо посилення захисту від аварійіснуючих, що будуються і плануються до будівництва АЕС. Разом з тимлюдство усвідомлює, що без атомної енергетики на сучасному етапірозвитку не обійтися. Будівництво і введення в дію нових АЕС поступовозбільшується. В даний час у світі діє понад 500 атомнихреакторів. Близько 100 реакторів знаходиться в стадії будівництва.

На території Росії розташовано 9 АЕС, що включають 29 реакторів. З них
22 реактора припадає на найбільш населену європейську частину країни. 11реакторів відноситься до типу РБМК. На Чорнобильській АЕС сталося руйнуванняреактора цього типу. Багато реакторів (за кількістю більше, ніж АЕС)встановлено на підводних човнах, криголамах і навіть на космічних об'єктах.

У процесі ядерних реакцій вигорає лише 0,5-1,5% ядерного палива.
Ядерний реактор потужністю 1000 МВт за рік роботи дає близько 60 традіоактивних відходів. Частина їх піддається переробці, а основна масавимагає поховання. Технологія поховання досить складна й дорого коштують.
Відпрацьоване паливо зазвичай перевантажується в басейни витримки, де закілька років істотно знижується радіоактивність і тепловиділення.
Поховання зазвичай проводиться на глибинах не менше 500-600 м у шурфах.
Останні розташовуються один від одного на такій відстані, щобвиключалася можливість атомних реакцій.

Неминучий результат роботи АЕС - теплове забруднення вод. На одиницюодержуваної енергії тут воно в 2-2,5 рази більше, ніж на ТЕС, дезначно більше тепла відводиться в атмосферу. Вироблення 1 млн. кВтелектроенергії на ТЕС дає 1,5 км3 підігрітих вод, на АЕС такої ж потужностіобсяг підігрітих вод досягає 3-3,5 км3.
Наслідком великих втрат тепла на АЕС є більш низький коефіцієнт їх корисної дії в порівнянні з ТЕС. На останніх він дорівнює 35-40%, а на АЕС - тільки 30-31%.
У цілому можна назвати наступні дії АЕС на середу:
- руйнування екосистем та їх елементів (грунтів, грунтів, водоносних структурі т. п.) у місцях видобутку руд (особливо при відкритому способі);
- вилучення земель під будівництво самих АЕС. Особливо значнітериторії відчужуються під будівництво споруд для подачі, відведення таохолодження підігрітих вод. Для електростанції потужністю 1000 МВт потрібноставок-охолоджувач площею близько 800-900 га. Ставки можуть замінюватисягігантськими градирні з діаметром біля основи 100-120 м і висотою рівною
40-поверховому будинку;
- Вилучення значних обсягів вод з різних джерел і скиданняпідігрітих вод. Якщо ці води потрапляють в річки та інші джерела, в нихспостерігається втрата кисню, збільшується ймовірність цвітіння,зростають явища теплового стресу у гідробіонтів;
- не виключено радіоактивне забруднення атмосфери, вод та грунтів у процесівидобутку і транспортування сировини, атакож? при роботі АЕС, складуванні тапереробки відходів, їх поховання.

2. Деякі шляхи вирішення проблем сучасної енергетики

Безсумнівно, що в найближчій перспективі теплова енергетика будезалишатися переважаючою в енергетичному балансі світу та окремих країн.
Велика ймовірність збільшення частки вугілля та інших видів менш чистогопалива в отриманні енергії. У зв'язку з цим розглянемо деякі шляхи іспособи їх використання, що дозволяють істотно зменшувати негативневплив на середу. Ці способи базуються в основному навдосконалення технологій підготовки палива і уловлювання шкідливихвідходів. У їх числі можна назвати наступні.

1. Використання та вдосконалення очисних пристроїв. В данийчас на багатьох ТЕС уловлюються в основному тверді викиди за допомогоюрізного виду фільтрів. Найбільш агресивний забруднювач - сірчистийангідрид на багатьох ТЕС не уловлюється або вловлюється в обмеженомукількості. У той же час є ТЕС (США, Японія), на якихпроводиться практично повне очищення від даного забруднювача, а також відокислів азоту та інших шкідливих полютантів. Ми використовуємо багатоспеціальні десульфураціонние (для уловлювання діоксиду і триоксид сірки) іденітріфікаціонние (для уловлювання оксидів азоту) установки. Найбільшшироко уловлювання оксидів сірки та азоту здійснюється за допомогоюпропускання димових газів через розчин аміаку. Кінцевими продуктамитакого процесу є аміачна селітра, яка використовується як мінеральнедобриво, або розчин сульфіту натрію (сировина для хімічноїпромисловості). Такими установками вловлюється до 96% окислів сірки іпонад 80% оксидів азоту. Існують і інші методи очищенні від названихгазів.

2. Зменшення надходження сполук сірки в атмосферу за допомогоюпопереднього обессеріванія (десульфурації) вугілля та інших видів палива
(нафта, газ, горючі сланці) хімічними чи фізичними методами. Цимиметодами вдається витягти з палива від 50 до 70% сірки до моменту йогоспалювання.

3. Великі і реальні можливості зменшення або стабілізаціїнадходження забруднень у середу пов'язані з економією електроенергії.
Особливо великі такі можливості для Росії за рахунок зниження енергоємностіодержуваних виробів. Наприклад, у США на одиницю одержуваної продукціївитрачалося в середньому в 2 рази менше енергії, ніж у колишньому СРСР. У
Японії такий витрата був меншим у три рази. Не менш реальна економіяенергії за рахунок зменшення металоємності продукції, підвищення її якостіі збільшення тривалості життя виробів. Перспективно енергозбереженняза рахунок переходу на наукомісткі технології, пов'язані з використаннямкомп'ютерних та інших пристроїв.

4. Не менш значимі можливості економії енергії в побуті та навиробництві за рахунок удосконалення ізоляційних властивостей будівель.
Реальну економію енергії дає заміна ламп розжарювання з ККД близько 5%флуоресцентними, коефіцієнт корисної дії яких у кілька разів вище.

Вкрай марнотратно використання електричної енергії для отримання тепла. Важливо мати на увазі, що отримання електричної енергії на ТЕС пов'язане з втратою приблизно 60-65% теплової енергії, а на АЕС - не менше 70% енергії. Енергія втрачається також при передачі її по проводах на відстань.
Тому пряме спалювання палива для отримання тепла, особливо газу, набагато раціональніше, ніж через перетворення його в електрику, а потім знову в тепло.

5. Помітно підвищується також ККД палива при його використанні замість ТЕСна ТЕЦ. В останньому випадку об'єкти отримання енергії наближаються до місцьїї споживання і тим самим зменшуються втрати, пов'язані з передачею навідстань. Поряд з електроенергією на ТЕЦ використовується тепло, якевловлюється охолоджуючими агентами. При цьому помітно скорочуєтьсяймовірність теплового забруднення водного середовища. Найбільш економічноотримання енергії на невеликих установках типу ТЕЦ (когенірованіе)безпосередньо в будівлях. У цьому випадку втрати теплової та електричноїенергії знижуються до мінімуму. Такі способи в окремих країнах знаходятьвсе більше застосування.

Висновок

На закінчення можна зробити висновок, що сучасний рівень знань, а такожнаявні і що знаходяться в стадії розробок технології дають підставу дляоптимістичних прогнозів: людству не загрожує тупикова ситуація ні вщодо вичерпання енергетичних ресурсів, ні в плані породжуванихенергетикою екологічних проблем. Є реальні можливості для переходуна альтернативні джерела енергії (невичерпні і екологічно чисті).
З цих позицій сучасні методи отримання енергії можна розглядати яксвого роду перехідні. Питання полягає в тому, яка тривалістьцього перехідного пе