Энергетика окружающей среды

Содержание 
 
 

Введение................................................................................-3- 

1. Проблемы энергетики…………………………………………....-5-

2. Влияние энергетики на окружающую среду…………………...-7-

2.1. Тепловые  электростанции и окружающая  среда…………….-9-

2.2. Атомные  электростанции и окружающая  среда…………….-12-

3.2. Гидроэлектростанции  и окружающая среда…………………-17-

3. Пути решения проблем современной энергетики……………..-20-

Заключение………………………………………………………...-23-

Список  литературы……………………………………………….-24- 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

  Природа – первоисточник удовлетворения материальных и духовных потребностей людей.

  У природы и общества наряду с общими чертами есть и свои специфические  черты. Вся общественная жизнь, производство, человек и его сознание существуют на базе природных материалов, действуют в соответствии с природными закономерностями. В этой связи общество является частью природы. Однако, строясь на материале природы, используя ее закономерности, общество обладает своей социальной сущностью.

  Общество  окружено природой. Оно непрерывно взаимодействует с ней в самых разнообразных направлениях. Без природной среды общество не может существовать. Часто бывает трудно провести границу между природой, ставшей частью общества, и природой – средой жизни общества.

  Материальная практика соединяет человека с природой и одновременно выделяет его из природы. Основой человеческого существования является материальное производство, т.е. общественно практическое отношение людей к природе, посредством которого и осуществляется естественный обмен веществ между человеком и природой.

  Все необходимое для существования  человека (пища, одежда, материалы для  строительства жилищ и прочее) берется из природы, все предметы, которыми пользуется общество, представляют собой соединение двух элементов – вещества природы и труда. Труд является основным условием жизни общества и неотделим от природы. 

  Изучение  законов природы позволяет своевременно предотвратить нежелательные последствия, которые неизбежно вытекают из деятельности общества, сохранить природные ресурсы и одновременно активно воздействовать на природу, подчинять ее интересам человека, содействовать быстрейшему развитию производительных сил.

  Производство  энергии, являющееся необходимым средством  для существования и развития человечества, оказывает воздействие на природу и окружающую человека среду. С одной стороны в быт и производственную деятельность человека настолько твердо вошла тепло- и электроэнергия, что человек даже и не мыслит своего существования без нее и потребляет само собой разумеющиеся неисчерпаемые ресурсы. С другой стороны, человек все больше и больше свое внимание заостряет на экономическом аспекте энергетики и требует экологически чистых энергетических производств. Это говорит о необходимости решения комплекса вопросов, среди которых перераспределение средств на покрытие нужд человечества, практическое использование в народном хозяйстве достижений, поиск и разработка новых альтернативных технологий для выработки тепло- и электроэнергии и т.д. 
 
 
 
 
 
 
 

1. Проблемы энергетики 

  Современный период развития человечества иногда характеризуют через три «Э»: энергетика, экономика, экология. Энергетика в этом ряду занимает особое место. Она является определяющей и для  экономики, и для экологии. От нее  в решающей мере зависит экономический потенциал государств и благосостояние людей. Она же оказывает наиболее сильное воздействие на окружающую среду, экосистемы и биосферу в целом. Самые острые экологические проблемы (изменение климата, кислотные осадки, всеобщее загрязнение среды и другие) прямо или косвенно связаны с производством, либо с использованием энергии. Энергетике принадлежит первенство не только в химическом, но и в других видах загрязнения: тепловом, аэрозольном, электромагнитном, радиоактивном. Поэтому не будет преувеличением сказать, что от решения энергетических проблем зависит возможность решения основных экологических проблем. Энергетика - это та отрасль производства, которая развивается невиданно быстрыми темпами. Если численность населения в условиях современного демографического взрыва удваивается за 40-50 лет, то в производстве и потреблении энергии это происходит через каждые 12-15 лет. При таком соотношении темпов роста населения и энергетики, энерговооруженность лавинообразно увеличивается не только в суммарном выражении, но и в расчете на душу населения.

  Нет основания ожидать, что темпы  производства и потребления энергии  в ближайшей перспективе существенно  изменятся (некоторое замедление их в промышленно развитых странах  компенсируется ростом энерговооруженности стран третьего мира), поэтому важно получить ответы на следующие вопросы: 

  - какое влияние на биосферу  и отдельные ее элементы оказывают  основные виды современной (тепловой, водной, атомной) энергетики и  как будет изменяться соотношение  этих видов в энергетическом балансе в ближайшей и отдаленной перспективе;

  - можно ли уменьшить отрицательное  воздействие на среду современных  (традиционных) методов получения  и использования энергии;

  - каковы возможности производства  энергии за счет альтернативных (нетрадиционных) ресурсов, таких как энергия солнца, ветра, термальных вод и других источников, которые относятся к неисчерпаемым и экологически чистым.

  В настоящее время энергетические потребности обеспечиваются в основном за счет трех видов энергоресурсов: органического топлива, воды и атомного ядра. Энергия воды и атомная энергия используются человеком после превращения ее в электрическую  энергию. В то же время значительное количество энергии, заключенной в органическом топливе, используется в виде тепловой и только часть ее превращается в электрическую. Однако и в том и в другом случае высвобождение энергии из органического топлива связано с его сжиганием, а, следовательно, и с поступлением продуктов горения в окружающую среду. Познакомимся с основными экологическими последствиями современных способов получения и использования энергии. 
 
 
 
 

2. Влияние энергетики  на окружающую  среду 

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

  Глобальное  потребление топлива возросло в 30 раз почти за 200 лет, прошедших  со времени начала индустриальной эпохи, и достигло в 1994 г. 13,07 Гт у. т/год.

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

  Общепринятая  классификация подразделяет источники  первичной энергии на коммерческие и некоммерческие.

  Коммерческие  источники энергии включают в себя твердые (каменный и бурый уголь, торф, горючие сланцы, битуминозные пески), жидкие (нефть и газовый конденсат), газообразные (природный газ) виды топлива и электроэнергию, произведенную на ядерных, гидравлических, ветровых, геотермальных, солнечных и приливных электростанциях).

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

  Мировая энергетика в целом основана преимущественно на коммерческих энергоресурсах (свыше 90 % общего потребления энергии в 1995 г.).

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

  Однако  в последующую четверть XX в. произошли значительные изменения в мировой энергетике, связанные прежде всего с переходом от экстенсивных путей ее развития, от энергетической эйфории к энергетической политике, основанной на повышении эффективности использования энергии и всемерной ее экономии. Поводом для этих изменений стали энергетические кризисы 1973 и 1979 гг., стабилизация запасов ископаемого топлива и удорожание его добычи, желание уменьшить обусловленную экспортом энергоресурсов зависимость экономики от политической нестабильности в мире. К этому стоит добавить всевозрастающее осознание правительствами цивилизованных стран потенциальной опасности крупномасштабных последствий развития энергетики и озабоченность по поводу растущей деградации условий жизни в связи с экологическим прессом на локальном уровне (кислотные дожди, загрязнение воздуха и воды, тепловое загрязнение

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

  2.1. Тепловые электростанции и окружающая среда

  ТЭС производят электрическую (до 75% общей выработки электроэнергии мира) и тепловую энергию, при этом вся материальная масса топлива превращается в отходы, поступающие в окружающую среду в виде газообразных и твердых продуктов сгорания (рис. 2). Эти отходы в несколько раз (при сжигании газа в 5, а при сжигании антрацита в 4 раза) превышают массу использованного топлива. 

  Рис. 2. Влияние ТЭС  на окружающую среду:

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

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

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

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

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