Экологические проблемы тэс гэс аэс



Традиционные способы выработки тепло- и электроэнергии в котельных и на ТЭС из первичных источников энергии, использование топлива в топливопотребляющих технологических установках сопряжены с разносто­ронним локальным и глобальным воздействием на окружающую среду:

— выбросом в атмосферу вредных веществ;

— сбросом минерализованных и нагретых вод;

— потреблением в значительных количествах кислорода и воды;

— изъятием больших площадей земли для захоронения отходов (шлака, золы) и др.

Это воздействие является причиной закисления почвы и воды, способст­вует возникновению парникового эффекта, обуславливающего повышение температуры, провоцирует другие необратимые процессы. Кроме того, органическое топливо — это невосполнимые источники энергии, а это значит, что темпы их возобновления во много раз ниже темпов их потребления.

Придавая важность необходимости изучения среды обитания человека, в июне 1992 г.


Рио-де-Жанейро состоялась конференция с участием первых лиц 156 государств, которые подписали так называемую Рамочную конвен­цию об изменении климата. Развитием ее является известный Киотский про­токол 1997 года. Это первый в истории человечества случай, когда практи­чески все мировое сообщество подключилось к решению такой сложной на­учной задачи, как охрана климата. Основным содержанием Киотского протокола является обязательство 35 стран мира по сокращению эмиссии пар­никовых газов, в первую очередь СО2, к концу 2012 г., по сравнению с базо­вым 1990 г., от 92 до 100 %. Согласно протоколу, промышленно развитые страны должны снизить такие выбросы на 5,2 %.

Парниковый эффект

Парниковый эффект- это свойство атмосферы пропускать солнечную радиацию, но задерживать земное излучение и, тем самым, способствовать аккумуляции тепла Землей.

В приложении к климатической Конвенции ООН названы технологиче­ские процессы, приводящие к эмиссии парниковых газов:

-в энергетике — сжигание топлива, энергетическая, обрабаты­вающая и строительная промышленности;

-при добыче и транспортировке топлива — твердое топливо, нефть и природный газ;

-промышленные технологии — горнодобывающая, химиче­ская, металлургическая, производство и использование галогенизированных углеродных соединений;

-в сельском хозяйстве — интенсивная ферментация, хранение и использование навоза, производство риса, управляемый пал, сжигание сельскохозяйственных отходов;


-отходы — хранение и сжигание отходов,

-обработка сточных вод.

Основным загрязнителем атмосферы является С02, образующийся при выработке электроэнергии в основном огневым способом, то есть путем сжигания добываемого органического топлива.

Страны, производящие % электро­энергии на АЭС, предотвращают эмиссию С02. Поэтому на конференции в Киото подчеркивалось, что только страны, имеющие ядерно-энергетические программы и поддерживающие их, располагают большими возможностями сокращения выброса парниковых газов.

Одним из самых загрязненных городов-столиц государств является Пе­кин с его 12-милионным населением. Основной причиной его загрязнения являются промышленные предприятия, густо разбросанные по городу. Во многом способствует загрязнению Пекина и отопление домов углем.

Основным источником загрязнения окружающей среды является автотранспорт.

Он использует 96 % всех производимых нефтепродуктов и выбрасывает затем в атмосферу тысячи тонн оксида углеводорода, оксида азота и других вредных веществ. Всего в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания содержится около 100 вредных для здоровья человека соединений. В среднем каждый автомобиль в год выбрасывает около 1т вредных веществ. Наряду с этим, автомобиль – один из самых крупных источников шума и вибрации.

Основным нейтрализатором вредных выбросов в атмосферу явля­ются леса, занимающие 37 % территории Республики Беларусь, и болота, которые в 7 раз эффективнее, чем лес, поглощают углекислый газ. В горо­дах основным очистителем воздуха являются тополиные насаждения: один тополь очищает воздух так, как делают это 4 сосны или 7 елей, или 3 липы.


Экологические проблемы тепловой энергетики.

В выбросах ТЭС содержится значительное количество металлов и их соединений. Тепловая энергетика оказывает отрицательное влияние практически на все элементы окружающей среды, в том числе на человека, другие живые организмы и их сообщества.

Влияние энергетики на окружающую среду сильно за­висит от вида используемого топлива. Наиболее «чистым» топливом является природный газ, дающий, при его сжигании наименьшее количество загрязняющих атмосферу веществ. Далее следует нефть (мазут), каменные угли, бу­рые угли, сланцы, торф.

При сжигании топли­ва образуется много побочных веществ. При сжигании угля образуется значительное количество золы и шлака. Боль­шую часть золы можно уловить, но не всю. Все отходящие газы, потенциально вредны, (диоксид угле­рода СО2).

При сжигании топлива образуется теплота, часть которой выбрасывается в атмосферу, приводя к тепловому за­грязнению атмосферы, что в конечном итоге, влечет по­вышение температуры водного и воздушного бассейнов, таянию ледников.

Таким же катастрофическим может быть эффект от по­ступления в атмосферу большого количества твердых час­тиц.


Экологические проблемы гидроэнергетики.

Одно из важ­нейших воздействий гидроэнергетики связано с отчужде­нием значительных площадей плодородных (пойменных) земель под водохранилища, на месте которых уничтожа­ются естественные экологические системы. Значительные площади земель вблизи водохранилищ испытывают подто­пление в результате повышения уровня грунтовых вод. Эти земли, как правило, переходят в категорию заболоченных.

Со строительством водохранилищ связано резкое нарушение гидрологического режима рек, свойственных им экосистем и видового состава населяющих их живых орга­низмов.

Кроме того, в водохранилищах по разным причинам происходит ухудшение качества воды. В них резко увеличи­вается количество органических веществ как за счет ушедших под воду экосистем (древесина, другие растительные осадки, гумус почв и т.п.), так и в следствие их накопле­ния в результате замедленного водообмена. Это своего рода отстойники и аккумуляторы веществ, поступающих с во­досбросов.

В водохранилищах резко усиливается прогревание воды, что интенсифицирует потерю ими кислорода и другие про­цессы, обусловливаемые тепловым загрязнением. Последнее, совместно с накоплением биогенных веществ, создает ус­ловия для зарастания водоемов и интенсивного развития водорослей, в том числе и ядовитых. По этим причинам, а также вследствие медленной восстанавливаемости вод резко снижается их способность к са­моочищению. Ухудшение качества воды ведет к гибели многих ее обитателей. Возрастает заболеваемость рыбного стада, особенно поражение гельминтами. Снижаются вку­совые качества обитателей водной среды.


Нарушаются пути миграции рыб, идет разрушение кор­мовых угодий, нерестилищ и т.п.

 

Экологические проблемы ядерной энергетики.

До недав­него времени ядерная энергетика рассматривалась как наи­более перспективная.

К преимуществам АЭС относится также возможность их строительства, не привя­зываясь к месторождениям ресурсов, поскольку их транс­портировка не требует существенных затрат в связи с ма­лыми объемами (0,5 кг ядерного топлива позволяет полу­чать столько же энергии, сколько дает сжигание 1000 тонн каменного угля).

До недавнего времени основные экологические пробле­мы АЭС связывались с захоронением отработанного топ­лива, а также с ликвидацией самих АЭС после окончания допустимых сроков их эксплуатации.

При нормальной работе АЭС выбросы радиоактивных элементов в окружающую среду незначительны. В среднем они в 2-4 раза меньше, чем от ТЭС такой же мощности, работающей на угле.

После 1986 г. главную экологическую опасность АЭС ста­ли связывать с возможностью аварий на них. В результате аварии на ЧАЭС общая площадь загрязненных территорий превышает 8 млн. га.

Кроме страшных последствий аварийных ситуаций на АЭС можно назвать следующие их воздействия на окру­жающую среду:

— разрушение экосистем и их элементов (почв, грун­тов водоносных структур и т.п.) в местах добычи руд, особенно при открытом способе добычи;


— изъятие земель под строительство самих АЭС. Особенно значительные территории отчуждаются под строительство сооружений для подачи, отвода и охлаждения подогретых вод. Для АЭС мощностью 1000 МВт требуется пруд-охладитель площадью около 800~900 га. Пруды могут заменяться гигантскими градирнями с диаметром у основания 100-120 и высотой, равной 40-этажному зданию;

— изъятие значительных объемов воды из различных источников и сброс подогретых вод. Если эти воды попадают в реки и другие естественные источники, в них наблюда­ется потеря кислорода, увеличивается вероятность цвете­ния, возрастают явления теплового стресса у водных обитателей

— не исключено попадание радиоактивного загрязне­ния в атмосферный воздух, воду, почву в процессе добычи и транспортировки сырья, а также при работе АЭС, складировании и переработке отходов, их захоронениях.

 

 

Источник: helpiks.org

Тепловые электростанции – «привет» из прошлого

В начале 20 века в нашей стране ставку сделали именно на тепловые электростанции. На тот момент плюсов у них было достаточно, а о влиянии такого вида производства энергии на окружающую среду задумывались мало. ТЭС работают на дешевом топливе, которым богата Россия, да и их сооружение стоит не так дорого по сравнению со строительством ГЭС или АЭС. ТЭС не требуют больших площадей и их можно строить в любой местности. Последствия технологических аварий на тепловых станциях не так разрушительны, как на других электростанциях.


Доля ТЭС в отечественной энергосистеме самая большая: в 2011 году на тепловых станциях России было выработано 67,8% (это 691 млрд. кВт*ч) от всей энергии в стране. Между тем, тепловые электростанции наносят самый значимый ущерб окружающей среде по сравнению с другими электростанциями.

Ежегодно тепловые электростанции выбрасывают в атмосферу огромное количество отходов. Согласно госдокладу «О состоянии и об охране окружающей среды РФ в 2010 году», самыми крупными источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух стали именно ГРЭС – крупные тепловые электростанции. Только за 2010 год 4 ГРЭС, принадлежащие ОАО «Энел ОГК-5», – Рефтинская, Среднеуральская, Невинномысская и Конаковская ГРЭС – выбросили в атмосферу 410 360 тонн загрязняющих веществ.

При сжигании ископаемого топлива образуются продукты сгорания, содержащие оксид азота, серный и сернистый ангидрид, частички несгоревшего пылевидного топлива, летучую золу и газообразные продукты неполного сгорания. При сжигании мазута образуются соединения ванадия, кокс, соли натрия, частицы сажи, а в выбросах угольных ТЭС присутствуют окислы алюминия и кремния. И все тепловые электростанции, независимо от используемого топлива, выбрасывают колоссальные количества углекислого газа, вызывающего глобальное потепление.


Газ значительно удорожает стоимость электроэнергии, но при его сжигании не образуется зола. Правда в атмосферу также попадают окись серы и оксиды азота, как и при сжигании мазута. А ТЭС нашей страны, в отличие от зарубежных, не оснащены эффективными системами очистки уходящих газов. В последние годы в этом направлении ведется серьезная работа: реконструируются котлоагрегаты и золоулавливающие установки, электрофильтры, внедряются автоматизированные системы экологического мониторинга выбросов.

Достаточно остро стоит вопрос нехватки качественного топлива для ТЭС. Многие станции вынуждены работать на топливе низкого качества, при сгорании которого в атмосферу вместе с дымом попадает большое количество вредных веществ.

Главная проблема угольных ТЭС – это золоотвалы. Они не только занимают значительные территории, но и являются очагами скопления тяжелых металлов и обладают повышенной радиоактивностью.

Более того, тепловые электростанции сбрасывают в водоемы тёплую воду и этим загрязняют их. Как следствие, нарушение кислородного баланса и зарастание водорослями, что несет угрозу ихтиофауне. Загрязняют водоемы и сточные производственные воды ТЭС, которые содержат нефтепродукты. При том на ТЭС, работающих на жидком топливе, сбросы производственных вод выше.

Несмотря на относительную дешевизну ископаемого топлива, оно все же является невосполнимым природным ресурсом. Основными энергетическими ресурсами в мире являются уголь (40%), нефть (27%) и газ (21%) и по некоторым оценкам, при нынешних темпах потребления мировых запасов хватит на 270, 50 и 70 лет соответственно.

ГЭС – «укрощенная» стихия


Укрощать водную стихию начали еще в конце 19 века, а масштабная стройка ГЭС по всей стране совпала с развитием промышленности и освоением новых территорий. Строительство ГЭС не только решало вопрос обеспечения электроэнергией новых производств, но и улучшало условия судоходства и мелиорации.

Маневренные возможности ГЭС помогают оптимизировать работу энергосистемы, позволяя тепловым электростанциям работать в оптимальном режиме с минимальными затратами топлива и минимальными выбросами на каждый произведенный киловатт-час электроэнергии.

Одно из главных преимуществ гидроэнергетики в том, что она наносит меньший ущерб окружающий среде по сравнению с другими электростанциями. ГЭС не используют топливо, значит, вырабатываемая ими электроэнергия стоит значительно дешевле, ее стоимость не зависит от колебаний цен на нефть или уголь, а производство энергии не сопровождается загрязнением атмосферы и вод. Выработка электроэнергии на ГЭС обеспечивает ежегодную экономию 50 млн. тонн условного топлива. Потенциал экономии составляет 250 млн. тонн.

Вода – это возобновляемый источник электроэнергии и в отличие от ископаемого топлива, ее можно использовать несчитанное количество раз. Гидроэнергетика – самый развитый вид возобновляемых источников энергии, она способна обеспечивать энергией целые регионы. Еще один плюс, так как ГЭС не сжигают топливо, нет дополнительных затрат по утилизации и захоронению отходов.


В то же время ГЭС имеет и ряд недостатков с точки зрения экологии. При строительстве ГЭС на равнинных реках приходится затапливать большие территории пахотных земель. Создание водохранилищ существенно меняет экосистему, что отражается не только на ихтиофауне, но и на животном мире. Правда, как отмечают некоторые экологи, при реализации комплекса природоохранных мероприятий через несколько десятилетий возможно восстановление экосистемы.

АЭС – энергия будущего?

Ядерная энергия была открыта сравнительно недавно, а первая в мире атомная станция заработала в 1954 году в Обнинске. Сегодня атомная промышленность развивается активными темпами, однако трагедия на Фукусиме заставила многие страны пересмотреть свои взгляды на будущее АЭС.

В отечественной энергосистеме на долю АЭС приходится небольшая часть производимой энергии. В 2011 году на АЭС страны произвели 172,9 млрд. кВт*ч, что составляет всего 16,9%. Тем не менее у госкорпорации «Росатом» серьезные планы по развитию атомной промышленности в России и за ее пределами.

Атомные станции, несмотря на высокую стоимость строительства, экономически выгодны: производимая ими электроэнергия относительно дешевая. Да и с точки экологии у АЭС есть ряд преимуществ.

АЭС не выбрасывают в атмосферу золу и другие опасные вещества, образующиеся в результате сжигания топлива. Основная доля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приходится на пускорезервные котельные, котельные профилакториев и периодически включаемые резервные дизельгенераторные станции. По данным госдоклада, в 2010 году все атомные станции страны выбросили в атмосферу всего 1559 тонн загрязняющих веществ (для сравнения, приведенные выше 4 ГРЭС выбросили 410 360 тонн). Доля АЭС в общем объеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух всеми предприятиями страны уже на протяжении многих лет – менее 0,012%.

Запасов ядерного топлива – урана – значительно больше, чем других видов топлива. Россия обладает 8,9% от разведанных резервов урана в мире, находясь в общем списке на четвёртом месте.

Но, несмотря на очевидные плюсы, такие страны как Германия, Швейцария, Италия, Япония и ряд других отказались от атомной энергетики. В Германии доля АЭС в энергосистеме – 32%, но к 2022 году будет отключена последняя станция в стране. Главная причина – это безопасность АЭС для окружающей среды и населения. Мирный атом в одно мгновение может стать виновником гибели и тяжелых болезней миллионов людей и животных, и нанести непоправимый ущерб окружающей среде. Катастрофические последствия аварий на АЭС сразу перечеркивают все указанные преимущества.

Более того, при эксплуатации ядерных реакторов образуются радиоактивные отходы, которые необходимо хранить сотни тысяч лет, пока они не станут более-менее безопасными для окружающей среды. И в мире еще не найдено решение, как сделать их хранение безопасным. Часть ядерных отходов направляется на переработку (регенерацию) с частичным извлечением урана и плутония для последующего использования (но в результате переработки образуются новые отходы, по объему превышающие изначальное количество отходов в тысячи раз), или на захоронение в земле. Небезупречен с экологической точки зрения и процесс добычи урана, а также его превращения в ядерное топливо.

Стоит отметить, что даже на исправно работающих АЭС часть радиоактивного материала попадает в воздух и воду. И пусть это небольшие дозы, но какое влияние они окажут на окружающую среду в долгосрочной перспективе, предугадать сложно.

Прогресс не стоит на месте и сложно точно сказать, какой будет энергетика будущего. Но надо понимать, что энергетика, равно как и любая другая деятельность человека, оказывает в определенной мере негативное влияние на окружающую среду. И избежать его полностью, к сожалению, невозможно. Но вполне реально приложить все усилия, чтобы минимизировать ущерб, наносимый природе. Например, выбирать те технологии (пусть и дорогостоящие), которые наиболее безопасны для окружающей среды. Так, гидроэнергетика, которая единственная в таких масштабах использует возобновляемый источник энергии – воду – несмотря на ряд недостатков с точки зрения экологии, приносит все же минимальный ущерб окружающей среде по сравнению с другими электроэнергетическими объектами.

Источник: aif.ru

Что несёт за собой увеличение производства электроэнергии

Способов получения электроэнергии на сегодняшний день существует очень много. Это топливные электростанции, гидроэлектростанции, атомные, приливные, солнечные, ветряные гидротермальные источники. Рассмотрим более детально. Для увеличения производства человек разрабатывает все больше месторождений, перегораживает реки и прибрежные полосы. При этом природные ресурсы истощаются. При этом попутно уничтожаются животные, птицы, рыбы, насекомые.

А сколько уничтожается растений, сколько уже вырублено лесов, загрязнено водоемов, уничтожено малых рек!

Человек, как самое умное существо на планете, становится и самым опасным. Увеличение производства электроэнергии позволило увеличить площадь и количество городов, уменьшив природу вокруг них. Зелёные леса постепенно превращаются в каменные джунгли, при этом потребление энергии растёт в геометрической прогрессии. Появляются различные приборы для облегчения жизни, освещаются улицы для удобства, появляется различная электронная техника.

И для всего этого необходимы электродвигатели, самых различных размеров и мощностей. И выработка электроэнергии для их работы осуществляется различными вышеперечисленными способами.

Влияние добычи сырья для электроэнергии на окружающую среду и человека

Любой из способов добычи электроэнергии наноси вред окружающей среде. Даже такой, на первый взгляд, безобидный способ, как получение электроэнергии при помощи ветряков приносит вред и животному и миру и человеку.

Этот наносимый вред можно условно разделить на такие активные факторы:

физической воздействие на птиц;

  • · акустический шум;
  • · вибрация;
  • · электромагнитное излучение;
  • · аварийность.

Есть и пассивные факторы, такие как:

  • · отчуждение земельной территории;
  • · загрязнение территории и ухудшения комфортности проживания;
  • · помехи прохождения радиоволн.

Есть и косвенные факторы влияния на экологию, это загрязнение окружающей среды в процессе производства комплектующих для ветряков.

Если брать выработку электроэнергии из солнечных батарей, то есть опасность при большом её распространении изменить отражательную способность земной поверхности, а следовательно это отразится на климате Земли.

Рассматривая геотермальные источники, нужно не забывать о том, что отработанную воду необходимо куда то отводить. Получаемая горячая вода имеет большое количество различных солей и примесей, иногда ядовитых для животного мира и сбрасывать эту воду в реки нельзя.

Узел по использованию энергии подземной горячей воды

Устанавливая гидроэлектростанции и приливные электростанции, нужно учитывать, что их сооружение ведёт к ведёт увеличению амплитуды прилива. Даже небольшое её увеличение ведёт к тому, что это ведёт изменению циркуляции грунтовых вод. При строительстве гидроэлектростанций увеличивается зона затопления, что ведёт к уничтожению растительного и животного мира на участке затоплений, увеличивается зона промерзания, преграждаются пути миграции рыб и меняются нерестилища.

Распределение использования сырья для выработки электроэнергии

Для человека это грозит уменьшение количества рыбы, затоплению земли, пригодной для земледелия и нарушению работы речного транспорта.

Рассматривая работу атомных электростанций, следует отметить такие факторы, как загрязнение природы продуктами отходов атомной энергетики и так называемое тепловое загрязнение реки водоёмов теплой водой, которая используется для того, что бы охладить атомные реакторы и другие агрегаты, которые там работают.

Если брать топливную энергетику, она едва ли не самая грязная. В ней сжигается огромная масса ценного топливного сырья, причем органического происхождения. При добыче нефти и газа, которые являются основным сырьем для тепловых электростанций, происходит прокладка трубопроводов, которые уже наносят вред природе. Плюс утечка, плюс загрязнение при добыче нефти. Затем происходит сжигание этого сырья с получением большого количества как твердых так и газообразных отходов.

Зола и шлаки, которые практически никто не утилизирует, скапливаются на специальных полигонах. Они содержат в своём составе многие токсические вещества, которые утилизировать не представляется возможным. Проникая в землю и затем в подземные воды, они делают их непригодными для любого использования.

Кроме всего, идет отчуждение территории для строительства тепловых станций, примерно от 3 до 4 км². Нарушается почвенный слой, изменяются грунтовые воды.

ТЭЦ загрязняют окружающую среду путем повышенного шума, выработке электромагнитных волн, горячей воды, которая охлаждает оборудование. В ночное время территория освещается, что нарушает равновесие в природе.

Что наибольшим образом влияет на экологию нашей планеты

Выбросы вредных веществ

Выбросы отходов в идее газов в атмосферу в виде различных ядовитых оксидов загрязняют нижний слой атмосферы, вызывая кислотные дожди (диоксид серы) и уменьшения количества кислорода. Диоксид серы влияет самым негативным образом на растительность и, следовательно, животный мир. Вспомните кислотные кристально – чистые озёра в Америке.

Оксид углерода отрицательно влияет на перенесение кровью в ткани мышц кислорода. При дыхании он связывается с гемоглобином крови и вызывает сердечно — сосудистые заболевания, нарушение дыхательной функции у человека. Повышение выше 10% в составе крови ведёт к коме и дальнейшей смерти.

Если теплоэлектростанция работает на угле, вокруг неё всегда радиационный фон повышен. Это происходит из-за того, что в угле присутствуют микроизотопы, которые высвобождаются при сгорании угля.

Но самое главное это парниковый эффект и кислотные дожди, которые очень сильно влияют на климат нашей Земли. Влага, которая выбрасывается при сжигании, снижает солнечное освещение, вызывает постоянные туманы и низкие облака. В зимнее время это приводит к образованию наледи, инея, обледенению дорог.

Глобальное потепление заставило человечество по другому взглянуть на применяемые технологии. Пока не поздно, пока процесс не стал необратимым, необходимо предпринимать шаги по улучшению экологии нашей планеты.

В настоящее время очень много шагов производится по модернизации технологий, которые применяются и в плане утилизации отходов и в подготовке топлива и в улучшении качества очистных сооружений. Применение энергосберегающей технологии также один из шагов по улучшению экологии.

Мы должны сохранить нашу Землю, другой у нас нет.

Источник: zen.yandex.ru

Энергетика — одна из ведущих отраслей мировой экономики. От уровня развития энергетики зависит степень развития экономики страны. 

В состав электроэнергетики входит производство электроэнергии на ТЭС, ГЭС, АЭС и на электростанциях, работающих на альтернативных источниках энергии – энергии ветра, солнца, приливов, геотермальной энергии Земли. Почти 99% всей электроэнергии в мире вырабатывается на ТЭС, ГЭС, АЭС. Больше всего электроэнергии производится в Китае (22,2% от мирового производства), США (19,4%), Индии (4,91%). России и Японии (по 4,8%).

Наиболее распространёнными электростанциями являются тепловые электростанции. Они производят 68% электроэнергии в мире, представлены во многих странах и работают на минеральном сырье (уголь, мазут, природный газ). Больше всего электроэнергии на ТЭС производится в Китае, США, Индии, России, Японии. Самые большие ТЭС работают на Тайване «Тайчжунская» и в России «Сургутская 2».

 

Экологические проблемы тэс гэс аэс

Рис.Структура мирового производства электроэнергии

 

Электроэнергия на ТЭС производится за счет сжигания угля, мазута, природного газа. В структуре мирового производства электроэнергии доля ТЭС, работающих на угле, – 39%, на мазуте – 9%, на природном газе – 15%.

Доля мазута в качестве энергоисточника на ТЭС наиболее велика в Ираке (97%), Кувейте (70%), природного газа – в Катаре (100%), ОАЭ (98%), Алжире (47%), угля – в ЮАР (93%), Китае (80%), Казахстане (76%).

Тепловые электростанции оказывают значительное негативное влияние на окружающую среду.

 

Экологические проблемы тэс гэс аэсТабл. Сравнительная характеристика ТЭЦ и АЭС с реактором РБМК мощностью 1000 МВт

 

Наибольшее количество выбросов в окружающую среду характерно для ТЭС, работающих на угле (особенно на буром угле). В таблице приведены данные, отражающие влияние ТЭС, работающих на угле, мазуте, природном газе в сравнении с АЭС. Согласно таблице, угольные ТЭС потребляют топливо больше других электростанций — 3,9 млрд т; также используют больше всех атмосферный кислород – 5,5 млрд т. При этом в процессе сжигания угля в атмосферу выбрасывается углекислый газ — 10 млн т, окислы серы — 124 тыс т, окислы азота — 34 тыс т, а также зола, тяжелые металлы, бензопирен и другие вредные вещества.

Для рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере на ТЭС строятся дорогостоящие трубы высотой 200 — 300 м. Поэтому зона влияния выбросов ТЭС на окружающую среду увеличивается и ощущается на больших расстояниях (до 50 км от источника выбросов).

Для строительства ТЭС используется участок местности в 3-4 км². На этой территории полностью изменяются рельеф местности, характеристики и распределение воздушных течений и поверхностного стока, нарушается почвенный слой, растительный покров, режим грунтовых вод.

Производственный шум агрегатов, электромагнитные поля и освещенность в ночное время приводят к нарушению экологического равновесия.

Выброс больших количеств теплоты и влаги из градирен вызывает снижение солнечной освещенности приводит к образованию низкой облачности и туманов, моросящих дождей, инея, гололеда, обледенения дорог и конструкций. В теплый период года в результате испарения с земли конденсата возможно засоление почв.

 

Экологические проблемы тэс гэс аэс

 

В технологическом цикле электростанций более 95 % воды, необходимой для охлаждения турбин, нагревается на 8-12 °С и сбрасывается в водоемы. Происходит тепловое загрязнение водоемов. Необходимость создания водохранилищ-охладителей для мощных электростанций с поверхностью зеркала 20-30 км² приводит к перераспределению стока, изменению режима паводков, разливов, восполнения запасов грунтовых вод, условий рыбоводства, существенно изменяет условия существования экосистем.

Сточные воды и ливневые стоки с территории ТЭС загрязняются отходами технологических циклов энергоустановок (нефтепродукты, шлаки, обмывочные воды). Их сброс в водоемы может привести к гибели водных организмов, снизить способность водоема к самоочищению.

Отрицательное влияние на природные условия оказывают золоотвалы — земля исключается из сельскохозяйственного оборота, происходит загрязнение грунтовых и поверхностных вод, атмосферы, нарушается функционирование природных экосистем. Таким образом, ТЭС (особенно угольная) является мощнейшим загрязнителем окружающей среды и атмосферы, в частности.

На долю гидроэлектростанций в структуре производства электроэнергии приходится 16%. По общим размерам выработки электроэнергии на ГЭС лидируют Китай, Бразилия, Канада, США, Россия. По доле гидроэнергии в структуре энергетического баланса страны лидируют Парагвай (100%), Норвегия (99%), Бразилия (95%). Самыми крупными ГЭС в мире построены в Китае – Санься, или «Три ущелья» (р. Янцзы, 22,5 млн кВт), Силоду (р. Янцзы, 13,9 млн кВт); в Бразилии и Парагвае  — Итайпу (Парана, 14,0 млн кВт).

Гидроэлектростанции на первый взгляд являются экологически чистыми сооружениями, не наносящими вреда природе. Так считали многие десятилетия. Однако теперь стало ясно, что строительство и эксплуатация ГЭС наносит большой урон и природе и людям.

Воздействие ГЭС на окружающую среду связано с необходимостью затопления значительных площадей земель сельскохозяйственного и лесохозяйственного назначения и с переселением людей в другие места.

 

Экологические проблемы тэс гэс аэс

 

Перегораживая реку, плотина создает непреодолимые препятствия на путях миграций проходных и полупроходных рыб, поднимающихся на нерест в верховья рек. Создание плотины на реке изменяет кормовую базу и условия воспроизводства, приводит к гибели рыбы в водозаборах. При этом могут сократиться запасы ценных промысловых рыб, а в некоторых случаях и исчезнуть популяции тех или иных видов. Для предотвращения этих нежелательных последствий в проектах ГЭС необходимо предусматривать специальные мероприятия, в том числе и строительство рыбопропускных и рыбозащитных сооружений.

Вода в мелководных водохранилищах интенсивно прогревается солнцем, создавая условия для роста сине-зеленых водорослей, которые гниют, заражая воду и атмосферу. Вода в хранилищах застаивается, ее проточность замедляется, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и у реки.

Замедленный водообмен в водохранилище способствует накоплению донных отложений, ила, а вместе с ними загрязняющих веществ растворенных в воде, что приводит к обмелению водохранилища и препятствует движению водного транспорта.

Местное повышение уровня воды влияет на грунтовые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию, к эрозии берегов и оползням.

Кроме того, крупные водохранилища ГЭС могут изменять микроклимат прилегающих территорий. При этом снижаются летние максимумы температуры на 2-3 ºС и повышаются зимние максимумы на 1-2 ºС, повышается влажность воздуха.

Крупные высотные плотины на горных реках представляют собой источники опасности, особенно в районах с высокой сейсмичностью, В мировой практике известно несколько случаев, когда прорыв таких плотин приводил к огромным разрушениям и гибели сотен и тысяч людей.

Атомные электростанции в структуре производства электроэнергии занимают третье место. Но их долю приходится 13%. В настоящее время в мире насчитывается 435 атомных реакторов, в том числе в США — 104, Франции — 58 и Японии — 50. Наибольшее количество атомной электроэнергии производится в США (790 млрд кВт*ч), Франции (456 млрд кВт*ч) и России (162 млрд кВт*ч). Доля электроэнергии, производимой АЭС в структуре энергетического баланса страны, наиболее велика во Франции (74%), Словакии (52%), Бельгии (51%). Крупнейшими по мощности АЭС в мире являются Касивадзаки-Карива (суммарная мощность которой составляет 8 212 МВт Япония), Брюс (Канада) и Запорожская (Украина).

После аварии на Чернобыльской АЭС и на АЭС Фукусима многие страны изменили свое отношение к атомной энергетике. Страны разделились в своем отношении к перспективам развития атомной энергетике: страны «отказники» (Австрия, Италия, Польша); страны без демонтажа и без строительства новых АЭС (США, Украина, Россия) и страны с широкомасштабными атомно-энергетическими программами (Франция, Япония, Республика Корея, Китай).

Как известно, в атомной энергетике развиваются два направления получения энергии путем деления атомных ядер тяжелых элементов (ядерная энергетика) и синтезом ядер легких элементов (термоядерная энергетика). Возможности ядерной энергетики впечатляющие: по энергетической ценности 1 ООО т угля или 530 т мазута эквивалентны 0,33 кг урана на атомных электростанциях и 45 г дейтерия — на термоядерных реакторах.

 

Экологические проблемы тэс гэс аэс

 

С экологической точки зрения, АЭС являются наиболее чистыми среди других ныне действующих энергетических комплексов. Опасность радиоактивных отходов полностью осознается специалистами, поэтому и конструкция, и эксплуатационные нормы атомных электростанций предусматривают надежную изоляцию от окружающей среды, по крайней мере, 99,999 % всех получающихся радиоактивных отходов.

В процессе эксплуатации АЭС образуются газообразные, жидкие и твердые радиоактивные отходы. В газовоздушных выбросах АЭС содержится небольшое количество трития, радиоактивных изотопов ксенона, криптона, йода, осколки деления ядер, продукты активации.

Объем твердых отходов ежегодно достигает 2000-3000 м3. Основным видом твердых отходов является отработанное ядерное топливо (ОЯТ), вследствие необходимости ежегодной замены около трети тепловыделяющих элементов новыми, так как коэффициент использования ядерного топлива составляет менее 3-5 %. Остальная его часть поступает в отходы. В жидких и твердых отходах содержатся, как правило, долгоживущие радионуклиды с большим периодом полураспада, представляющие собой опасность для всей биоты. ОЯТ необходимо хранить в специальных хранилищах, которые требуют особого технического обслуживания.

АЭС оказывают сильное тепловое воздействие на окружающую среду, особенно на естественные водоемы. Сброс теплоты от АЭС в 1,5-1,8 раза больше, чем от ТЭС, что объясняется разницей в значениях КПД, равных 30- 40 %. Расход воды на охлаждение мощной АЭС достигает 180 м3/с, причем температура охлаждающей воды, поступающей в водоемы, составляет 40-45 ºС. Такие тепловые сбросы могут приводить к изменению теплового режима рек и озер и, как следствие, к гибели отдельных водных организмов.

 

Экологические проблемы тэс гэс аэс

 

Продолжительность эксплуатации (расчетный срок службы) АЭС составляет около 60 лет, после этого должен быть произведен демонтаж оборудования, зданий, сооружений, рекультивирована промышленная площадка. Подсчитано, что на эти работы необходимо затратить средства, соизмеримые со стоимостью строительства самой АЭС.

Мы может говорить о технических достоинствах и недостатках электростанций, но надо помнить о неприкосновенности исполнения требований в эксплуатации энергетических сооружений и тогда мы избежим огромных экологических проблем и катастроф.

Материал статьи можно использовать в подготовке к ОГЭ.

© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Источник: blog.tutoronline.ru

Вопрос

Подготовьте коллективный доклад-дискуссию на тему «Экологические последствия использования тепловых, атомных и гидроэлектростанций».

Ответ

Энергетику принято делить на традиционную и альтернативную. Традиционная энергетика — это получение энергии от ископаемого топлива, а также от дров, текущей воды, синтетического топлива и при делении атомных ядер. Традиционные источники энергии — крупные ГЭС всех типов, ТЭС (угольные, нефтяные, газовые, торфяные), АЭС, ДВС, теплоустановки. Альтернативная энергетика — это получение энергии от Солнца, ветра, приливов и отливов и пр.

Тепловые электростанции (ТЭС)

Принцип работы: ископаемое топливо сжигается в топках паровых котлов, где его химическая энергия превращается в тепловую энергию пара. В паровой турбине тепловая энергия пара переходит в механическую энергию, которая в турбогенераторе превращается в электрическую энергию.

Влияние ТЭС на окружающую среду

1. В качестве топлива ежегодно уничтожается огромное количество ценного природного сырья, преимущественно органического, зачастую привозимого издалека.

2. Большой вред природе наносится при прокладке нефте- и газопроводов.

3. При работе ТЭС ежегодно образуются сотни миллионов тонн твердых отходов в виде золы и шлаков, которые практически не утилизируются, скапливаясь в огромных количествах на специальных полигонах. Они содержат целый ряд химических элементов, таких, как Zn, Mn, Sr, Ti, Ba и др., многие из которых токсичны. Эти элементы проникают из шлаков и золы в почву и подземные воды, делая их непригодными как для бытового, так и для хозяйственного использования.

4. Атмосферные выбросы ТЭС содержат SO2, оксиды азота, тяжелые металлы (As, Pb, Cd, V) и другие вредные для окружающей среды химические вещества.

5. Происходит загрязнение приземного слоя атмосферы большими количествами CO2, образующегося в результате процесса горения.

6. Локализованный процесс горения обуславливает возможность кислородного голодания региона ввиду превышения скорости потребления кислорода над скоростью его поступления в атмосферу за счет процесса фотосинтеза.

7. Вблизи ТЭС, работающих на угле, обычно превышен естественный радиационный фон. Это объясняется присутствием в угле микропримесей радиоактивных изотопов (U-238, Th-232 и др.), которые при работе ТЭС поступают в окружающую среду вместе с другими продуктами сгорания.

8. Происходит тепловое загрязнение природных водоемов, вода которых используется для охлаждения отработавшего пара из паровых турбин ТЭС.

9. Работа ТЭС способствует шумовому и электромагнитному загрязнению окружающей среды.

Хочется отметить, что химическое загрязнение окружающей среды при работе ТЭС является одним из основных источников возникновения таких глобальных экологических проблем, как парниковый эффект, кислотные дожди, не говоря уже о том ущербе, какой наносится растительному и животному миру присутствием в компонентах окружающей среды токсичных веществ различного характера воздействия.

Гидроэлектростанции (ГЭС)

Принцип работы: Вода поступает в турбину ГЭС из верхнего бьефа реки (водохранилища, созданного плотиной) и уходит в нижний бьеф. Таким образом, энергия движения воды преобразуется в турбине в механическую энергию, которая затем генерируется в электрическую энергию. Основной вред окружающей среде и хозяйственной деятельности человека при работе ГЭС наносится созданием плотин и водохранилищ.

Влияние ГЭС на окружающую среду

1. Происходит нарушение естественных путей миграции рыб на нерестилища и обмеление самих нерестилищ в низовьях рек.

2. Оказывается большое влияние на водоснабжение, водоорошение, работу речного транспорта — то есть на судоходство рек.

3. Происходит затопление плодородных земель.

4. Возникает целый ряд экономических проблем: становятся необходимыми затраты на передислокацию населения, сельских хозяйств и промышленных объектов в новые районы из мест затопления.

5. Работа ГЭС способствует шумовому и электромагнитному загрязнению окружающей среды. Однако в работе ГЭС есть и свои плюсы: вода — возобновляемый природный ресурс; ГЭС не вносят химическое и тепловое загрязнения в окружающую среду; себестоимость энергии, вырабатываемой ГЭС, в 4 раза ниже, чем у ТЭС и во столько же раз быстрее ее самоокупаемость.

Атомные электростанции (АЭС)

Принцип работы: В реакторе АЭС выделяется тепловая энергия — за счет высвобождения энергии связи нейтронов и протонов при делении ядер радиоактивных изотопов урана (U-235,238,234) под воздействием нейтронов; тепловая энергия превращается в механическую, а затем — в электрическую.

Основной опасностью при работе АЭС является загрязнение окружающей среды радиоактивными отходами и тепловое загрязнение водоемов, вода из которых используется для охлаждения ядерного реактора и других агрегатов АЭС.

При проектировании и строительстве АЭС необходимо учитывать сейсмическую опасность в регионе, плотность населения, характеристику грунтовых слоев, вероятность наводнений, наличие достаточного количества воды для охлаждения реактора и другие условия. Очевидные преимущества АЭС: при сжигании 1 г ядерного топлива выделяется в 3106 раз больше теплоты, чем при сжигании 1 г угля; для работы АЭС мощностью в 1 млн. кВатт в течение 3-х лет нужно 2 вагона ядерного топлива, а для ТЭС с аналогичной мощностью — 300 000 вагонов угля.

Возможные варианты решения проблем энергетики

Несомненно, в ближайшей перспективе энергетическая область будет планомерно развиваться и преобладающей останется тепловая электроэнергетика. Существует большая вероятность повышения доли угля и прочих разновидностей топлива в производстве энергии. Негативное влияние энергетики на жизнедеятельность требуется снижать. И для этой цели уже разработано несколько способов решения проблемы. Все способы базируются на модернизации технологий подготовки топлива и извлечения опасных отходов.

В том числе, для снижения воздействия негативной энергетики предлагается: Использовать усовершенствованное очистное оборудование. В данное время на большинстве ТЭС улавливаются твердые выбросы при помощи установки фильтров. При этом наиболее вредные загрязнители улавливаются в небольшом количестве. Сократить поступление соединений серы в атмосферный воздух путем предварительной десульфурации наиболее часто используемых разновидностей топлива. Химические или физические методики позволят извлечь из топливных ресурсов свыше половины серы до начала их сжигания.

Реальная перспектива сокращения негативного воздействия энергетики и уменьшения выбросов связана с простой экономией. Экономить электроэнергию в быту возможно путем улучшения изоляционных характеристик домов. Добиться высокой экономии энергии позволит смена электрических ламп с КПД не более 5% флуоресцентными. Заметно повысить КПД топлива и снизить негативный эффект энергетики можно посредством использования топливных ресурсов вместо ТЭС на ТЭЦ.

Использование вышеперечисленных способов в определенной мере позволит снизить последствия отрицательного воздействия энергетики. Постоянное развитие энергетической области требует комплексного подхода к решению проблемы и внедрения новых технологий.

Альтернативные источники энергии

К альтернативным источникам энергии относят:

1) энергию Солнца (гелиоэнергетика);
2) силу ветра (ветроэнергетика);
3) жидкое и газообразное биотопливо — метанол, растительное масло, метан, водород и др., а также мусор (биоэнергетика);
4) геотермальную энергию, тепловые насосы и т.п. (энергетика, использующая разность температур);
5) энергию морских волн, приливов и отливов и т.п. (альтернативная гидроэнергетика).

Почти все альтернативные источники энергии представляют собой неисчерпаемые природные ресурсы. Об их экологической безопасности можно говорить пока только относительно традиционных источников энергии: с этой точки зрения альтернативные источники энергии практически безупречны. Однако в настоящее время эффективность работы имеющихся альтернативных источников очень низка, а затраты на их создание очень велики по сравнению с традиционными.

Источник: fizikaedu.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.