Екологічні проблеми теплоенергетики

План

Вступ

1.Екологічні проблеми теплоенергетики.

1.1. Теплоелектростанції (ТЕС).

2. Екологічний вплив гідроенергетики на навколишнєсередовище.

2.1. Гідроелектростанції (ГЕС).

2.2. Солоність води як джерело енергії.

2.3. Використання термальної енергії океану.

2.4. Вода як джерело водню — перспективного палива.

2.5. Використання гідродинамічної енергії.

3. Екологічні проблеми використання атомної енергії.

4. Геліоенергетика.

5. Вітроенергетика.

6. Біоенергетика.

Висновки

Список літератури

 

 

-2-

Вступ

Тема реферативної роботи "Хіміко-екологічні аспекти енергетики".

Енергетика - найважливіший фактор у процесі перетворення природи людиною. Виробництво енергії, її транспортування і споживання набули глобального характеру. Створений людством енергетичний потенціал забезпечує сучасні технології освоєння навколишнього космічного простору.

Поряд з тим майже 80% усіх видів забруднення біосфери зумовлює саме енергетична промисловість, яка включає добування, переробку і використання палива.

Щорічне споживання енергії у світі зараз наближається до 25-35 млрд. тонн умовного палива. Наслідком цього є виснаження світових запасів викопного палива.

При цьому спалювання органічного палива в енергетичних установках супроводжується величезними викидами шкідливих речовин і побічного тепла в навколишнє середовище.

На нинішньому етапі розвитку людства виникає необхідність у переведенні енергетичної промисловості на інтенсивний шлях, у впорядкуванні використання енергоносіїв на всіх рівнях, у пошуку і використанні альтернативних (екологічно чистих і невичерпних) джерел енергії.

Одним із напрямів пошуку прихованих енергорезервів та їх реалізації в Україні є програма державної підтримки розвитку нетрадиційної енергетики, яка є складовою частиною Національної енергетичної програми України. У Програмі доповнено і розширено напрями розвитку, конкретизовано області застосування, уточнено обсяги впровадження нетрадиційних і відновлювальних джерел енергії та малої гідро- і теплоенергетики відповідно до основних показників національної енергетичної програми України.

Особливого значення набуває економія електроенергії. Тільки в Сполучених Штатах щорічно марно витрачається електроенергії на суму в мільярд доларів.

 

 

-3-

 

Таблиця1.Деякі характеристики електроенергії, що виробляється традиційними і нетрадиційними методами

Вид електростанції чи джерела енергії	Коефіцієнт корисної дії, %	Доступність,%
Вугільна	35-40	85-90
Ядерна	35-40	75-85
Вітрова	40-70	20-40
Сонячна	10-20	15-20
Газифікація вугілля	40-50	80-90
Геотермічна	15-20	70-80
Маретермічна	2-3	90-95
Водень	30-45	70-80
Паливні елементи	60-80	80-90
Фотосинтез	0,4-1	90-95
Магнітогідродинамічна		60-70

 

-4-

Екологічні проблеми теплоенергетики

Теплоелектростанції (ТЕС)

Широке використання вугілля та інших видів викопного палива з метою одержання електричної енергії має явні переваги, оскільки електричну енергію неважко передавати навіть на значні відстані, машини і механізми можна розташовувати далеко від генераторів. Нині набуває поширення й електричне обігрівання житла - при цьому в будинках не спалюють ніякого палива і там не утворюється ні дим, ні золи.

Сьогодні теплоенергетику справедливо називають основою технічного прогресу. Але за використання енергії у вигляді електрики ми несемо і певне покарання. За масштабами впливу на навколишнє середовище ця галузь посідає одне з перших місць. Велика кількість теплоелектростанцій (ТЕС) і теплоелектроцентралей (ТЕЦ) спалюють мільйони тонн органічного палива. На їх частку припадає приблизно четверта частина всіх шкідливих викидів.

Екологічний вплив ТЕС на навколишнє середовище залежить від виду палива. Для спалювання в топках ТЕС використовують три групи органічних ресурсів - тверді (вугілля і горючі сланці), рідкі (мазут, дизельне і газотурбінне паливо) і газоподібні палива (природний газ, біогаз та ін.).

При спалюванні твердого палива на ТЕС в атмосферу викидаються: летка зола з частками палива, що не згоріло, сірчистий і сірчаний ангідриди, оксиди вуглецю і азоту, фтористі сполуки та газоподібні продукти неповного згорання палива. Побічним продуктом, що утворюється при згоранні вугілля, є вугільна зола. Золовідвали займають величезні площі землі, які вилучаються з раціонального господарського використання.

У вугіллі містяться вкраплення радіоактивних ізотопів цезію і торію. При спалюванні ці елементи роблять свій внесок в радіоактивне забруднення навколишнього середовища.

При спалюванні рідких видів палива (зокрема мазуту) з димовими газами в атмосферу надходять сірчистий і сірчаний ангідриди, оксиди азоту, тверді і газоподібні продукти неповного згорання палива, сполуки ванадію.

-5-

При спалюванні природного газу єдиним найбільш істотним забруднювачем атмосферного повітря є оксид азоту (його утворюється на 20% менше, ніж при спалюванні вугілля). Природний газ є найбільш екологічно чистим видом енергетичного палива.

Порівняльні дані про вміст шкідливих домішок у димах традиційних видів палива наведені в табл. 2.

Для запобігання забрудненню атмосфери продуктами згорання палива та з метою зменшення ймовірності утворення кислотних дощів необхідно на ТЕС і ТЕЦ змінити технологію.

Це можна зробити в таких напрямках:

а) розсіювання оксиду сірки в більш високих шарах повітряного басейну за допомогою спорудження на ТЕС високих димових труб;

б) використання вугілля з низьким вмістом сірки на нових установках;

в) очищення вугілля від сірки;

г) використання порошкоподібного вугілля і видалення сірки з топочних газів, що відходять.

Комплексна підготовка вугілля до спалювання дозволяє знизити і спростити процес спалювання палива, скоротити витрати палива і знизити працевтрати на транспортування, зокрема, для індивідуальних споживачів у затареному вигляді і з протипиловою обробкою (парафінування). Аналогічні підходи застосовують і до високосірчистої нафти.

 

-6-

Таблиця 2. Вміст основних шкідливих домішок у димах

Паливо	Шкідливі домішки
легка зола	SO2	Nox
Вугілля:
- березівське буре	6,66	0,48	0,41
- кузнецьке СС		0,85	1,22
- донецьке виснажене	24,2	5,4	0,70
- екібастузьке	63,9	2,24	0,79
- підмосковне буре	50,5	11,2	0,58
- естонські сланці	81,5	3,56	0,65
Мазут (3% сірки)	0,1	3,98	0,8
Газ	-	-	0,7

Однією з проблем теплоенергетики є утилізація золи. Останнім часом золу стали використовувати для різних цілей. Бетони, в яких міститься 20% золи, дають скорочення циклу пропарювання виробів удвоє. Вироби з додаванням золи морозостійкі, краще протистоять агресивному середовищу, мають ідеальну гладку поверхню. Золу використовують як мінеральну добавку в асфальтобетон і замість піску в керамзитобетоні. Досить перспективним є застосування золи у виробництві цегли і зольного гравію.

Інший недолік ТЕС полягає в тому, що перетворення теплової енергії, яка міститься у викопному паливі, супроводжується колосальними втратами.

Сучасна теплова електростанція, яка працює на вугіллі і виробляє пару для наступного перетворення її енергії за допомогою турбогенератора в електричну, досягає ефективності 40%, іншими словами, лише 40% теплової енергії, яку віддає вугілля під час згорання, перетворюється в електричну. Такою ж приблизно є й ефективність теплових електростанцій, які використовують нафту.

Одержання електричної енергії супроводжується марним використанням великої частини теплової енергії викопного палива - вугілля, нафти та

 

-7-

природного газу. Особливо великими є витрати, коли одержана електрична енергія знову перетворюється в тепло на місці її використання.

При одержанні електричної енергії виділяється зайве тепло, яке необхідно кудись відводити. Коли такі "теплові відходи" викидаються в навколишнє середовище, це може призвести до небезпечних наслідків. Ось чому надлишок тепла в навколишньому середовищі класифікується як теплове забруднення.

Додаткове тепло від ближньої електростанції нерідко перевищує температурний поріг нормального існування організмів.

Розв'язати проблему теплового забруднення навколишнього середовища можна двома шляхами - знайти надлишковому теплу корисне використання або перейти на охолодження замкненого типу з використанням градирень або ставків-охолоджувачів.

Охолодження замкненого типу має дві переваги. По-перше, якщо тепло передається від охолоджувальної води в атмосферу, то немає необхідності викидати охолоджуючу воду в озеро чи річку. Тим самим усувається небезпека підігрівання водних організмів. По-друге, зменшується не тільки теплове забруднення, але й кількість охолоджуючої води, яка забирається з річок, скорочується на кілька відсотків порівняно з кількістю, яка необхідна при охолодженні відкритого типу. Справа в тому, що одна і та ж вода знову і знову використовується для охолодження відпрацьованої пари з турбін. У результаті кількість води, яка забирається на потреби електростанцій, значно скорочується, що дозволяє використовувати воду з іншою метою.

Величезним недоліком теплоенергетики є те, що викопне вуглеводне паливо - вугілля, нафта і природний газ - належить до вичерпних невідновних природних ресурсів. Це дуже нераціональне використання копалин, які природа накопичувала впродовж багатьох геологічних ер, оскільки вуглеводневі ресурси -чудова сировина для хімічного синтезу.

У деяких країнах світу вже відчувається нестача органічного палива, і вона тим гостріша, чим вищий промисловий потенціал країни.

 

-8-

Світові запаси твердого палива оцінюються як трохи більше 10 000 млрд. тонн. Найбільша частка природних запасів цього виду палива припадає на СНД, США і Китай. Становище із запасами нафти складніше. Вважається, що природні запаси нафти у світі становлять приблизно всього лише 100 млрд. т і, враховуючи зростання енергоспоживання, вони можуть бути вичерпані протягом 50 або й менше років.

Ця проблема є актуальною для країн усього світу і, зокрема, України. Чи є вихід із цієї ситуації? Так, є - він в енергоресурсозбереженні та у впорядкуванні використання енергоносіїв на всіх рівнях.

Проблема ресурсозбереження нині життєво важлива для української держави. Адже, хоча населення України нині становить лише один відсоток усього населення планети, споживаємо ми два відсотки всіх енергоресурсів Землі - тобто вдвічі більше середньостатистичного землянина. На одиницю виробленої в Україні продукції витрачається втричі більше енергії, ніж у розвинених країнах, що наперед робить цю продукцію неконкурентоспроможною. Доки Україна не вийде на рівень хоча б серед-ньосвітових стандартів енергоспоживання, годі сподіватися змін на краще в нашій економіці.

Якби Україна зменшила споживання енергоресурсів хоча б удвічі, вона б повністю забезпечувала свої енергопотреби, тобто цілком могла стати енергоресурсонезалежною державою. Але для цього необхідно впровадити сучасні методи нафтогазодобування, вводити в експлуатацію нові розвідані родовища, відновити старі свердловини і пробурити нові на вже начебто використаних родовищах, розвивати вугільну промисловість, розширити видобуток бурого вугілля, торфу, увести до ладу нові потужності гідроелектростанцій, запровадити режим суворої економії енергоресурсів та електроенергії хоча б на побутовому рівні. Нині ж Україна забезпечує себе власними енергоресурсами лише на 20 відсотків, сплачуючи за російський газ ціну вище світової.

 

-9-

Гідроелектростанції (ГЕС)

З різних форм водної енергії найбільше значення з точки зору широкого практичного застосування на сучасному етапі має використання механічної енергії водотоків, яке досягається спорудженням гідроелектростанцій (ГЕС) різних видів (табл. 3).

У найпростішому вигляді гідроелектростанція (ГЕС) складається з греблі, що підпирає воду в руслі річки, і будівлі ГЕС, що міститься з низової сторони греблі. У будівлі ГЕС розміщене енергетичне обладнання - турбіни, генератори тощо. Вода від греблі до будівлі ГЕС підводиться напорними трубопроводами.

У більш складних проектах до складу ГЕС можуть входити різного виду водопідвідні деривації (відкритий канал, тунель та ін.), напірний трубопровід, відвідні споруди (у вигляді відкритого каналу, тунелю й ін.).

Гідроенергетика є однією з важливих підгалузей електроенергетики і водного господарства. Більше 20% промислово-виробничих фондів зосереджено на ГЕС. ГЕС виконують різні функції в загальній системі енергозабезпечення.

ГЕС у паливно-енергетичному комплексі країни зменшують потребу народного господарства в енергетичному паливі, покращують структуру самого комплексу, підвищують надійність і якість енергозабезпечення. Частка енергії ГЕС у загальній кількості енергії є відносно невеликою (приблизно 3%). Разом з тим значимість гідроенергії в паливно-енергетичних балансах окремих районів країни дуже суттєва. Особливо важливим є питання економії палива, яке забезпечується гідроенергетикою в районах, що знаходяться далеко від джерел палива, але мають потребу в паливних ресурсах.

 

-10-

 

Таблиця3.Роль гідроенергетики у світовій енергетиці

Країна	Виробництво електроенергії електростанціями в цілому, млн. кВт/рік	Виробництво електроенергії ГЕС, млн. кВт/рік	Частка ГЕС у виробництві електроенергії,%
Норвегія			89,0
Швейцарія			85,5
Бразилія			82,6
Португалія			69,6
Нова Зеландія			68,1
Єгипет			67,7
Австрія			65,4
Канада			65,0
Колумбія			63,8
Швеція			57,6
США			9,8
Японія			13,5
Німеччина			4,9

Особливо слід зазначити, що ГЕС скорочують потребу в газомазутному паливі, використання якого в якості сировини в інших галузях промисловості (хімії, металургії) дає значно більший економічний ефект.

З часом суттєво зросла роль ГЕС та ГАЕС (гідроакумулюючих електростанцій), які дають найбільш дешеву електроенергію, у розв'язанні проблем підвищення якості й надійності електропостачання. Ці електростанції завдяки своїм високим маневреним можливостям усе більше використовуються для перекриття нерівномірного режиму потужності.

Серед позитивних рис гідроенергетики слід відзначити й те, що її відносять до

-11-

найбільш екологічно чистих серед різних сучасних способів масового виробництва електроенергії. ГЕС не виділяють шкідливих речовин у навколишнє середовище і не використовують атмосферний кисень для виробництва електроенергії.

Але багаторічний досвід використання енергії води виявив і недоліки гідроенергетики. Один з основних - нерівномірність природного стоку річок. Він може бути подоланий шляхом створення водосховищ, які регулюють стік: під час паводку та повноводдя водосховища наповнюються, а в межень спрацьовують. Але створення водосховищ тягне за собою ряд негативних для навколишнього середовища наслідків.

Водосховища впливають на природний режим річок, оскільки змінюють їх гідрологічний і температурний режим, затоплюють великі території, викликають зсувні процеси, перебудову сільського господарства і природних екологічних систем. Вплив водосховища виявляється не лише поблизу самого водосховища, а також вище та нижче за течією, у дельтовій області рік, а іноді й у прибережній морській зоні.

Будівництво гребель і водосховищ створює такі серйозні проблеми:

1. Греблі перешкоджають міграції риб, руху транспорту, затримують твердий стік і стік біогенів (азоту і фосфору), змінюють береги, знижують паводки.

2. Створення водосховищ викликає значне переміщення населення, вирубку лісів, проведення компенсаційних робіт, безповоротне вилучення стоку для наповнення водосховища.

3. Відбувається зміна клімату в прибережній смузі (у посушливому кліматі спостерігається підвищення вологості, пік дощового періоду пересувається з осені на літо тощо).

4. Погіршується якість води внаслідок зменшення проточності, дефіциту кисню, збільшення азоту і фосфору, появи синьо-зелених водоростей, повторного забруднення.

 

 

-12-

У зв'язку з цією проблемою при спорудженні водосховищ слід враховувати формування і розвиток вищої водної рослинності. Як правило, при створенні водосховищ і підвищенні рівня води швидкість течії зменшується, спостерігається затоплення значних площ, збільшення, особливо в перші роки створення водосховища, виносу поживних речовин з ґрунту. Ці обставини викликають утворення застійних зон на деяких площах під поверхнею води, що сприяє надмірному розвитку водоростей, особливо синьо-зелених - так званому "цвітінню води". Змінюється смак і колір води, оскільки у воду з водоростей потрапляє велика кількість виділень і погіршується кисневий режим; забиваються фільтри водозабірних споруд і порушуються нормально збалансовані у водоймі процеси обміну речовин і заміна одних видів іншими, більш пристосованими до таких, менш сприятливих, умов. Складність створення сприятливих умов для росту і розвитку макрофітів полягає в тому, що при надлишковому розвитку вони з фактора берегозакріплення і самоочищення води стають фактором, що сприяє підтопленню і заболочуванню берега, а при відмиранні - фактором самозабруднення води.

5. Спостерігаються значні біологічні наслідки - поширення інфекційних захворювань, збільшення збудників хвороб, особливо в країнах з жарким кліматом (малярії, шистоматозу та ін.).

6. Флора і фауна (іхтіофауна) зазнають значного впливу, що приводить часом до повної перебудови.

7. Регулювання стоку і зрізування паводку супроводжуються зневодненням рік нижче греблі, зниженням рівня ґрунтових вод і опустелюванням заплавних земель; поблизу дериваційних споруд спостерігається підтоплення і заболочування територій, прилеглих до деривації.

8. Виникає порушення стійкості схилів - поява зсувів, абразія берегів; іноді ці явища набувають характеру катастроф, як наприклад катастрофа в Італії 1963 p., коли в водосховище Вайонт звалився скельний масив об'ємом 240 млн. м³, в результаті чого загинуло 3 тисячі людей, завдано великих матеріальних збитків.

 

-13-

9. Спостерігається "наведена" сейсмічність. З цим явищем вперше зіткнулися лише у 60-х роках після землетрусів в Індії (1967 р.) і Греції (1968 р.). У 1976 році нараховувалось 20 випадків чітко встановленого зв'язку між підвищенням сейсмічної активності і початковим наповненням водосховищ.

10. Будь-яке гідротехнічне будівництво пов'язане, як правило, з вирубкою лісів, знищенням рослинного покрову, скиданням неочищених стічних вод, залишків горючих і мастильних матеріалів; при застосуванні гідромеханізації збільшується помутніння водойм, створюється шум та інші перешкоди.

Великі труднощі при гідротехнічному будівництві викликають питання збереження рибних запасів. При будівництві греблі виникають проблеми пропуску риби у верхній б'єф і скату риби та її молоді в пониззя річок, необхідність створення штучних нерестилищ замість затоплених водосховищем, рибозагороджувальних споруд та ін.

Гідротехнічне будівництво на річках без створення спеціальних споруд привело до різкого скорочення, а в деяких місцях до повної втрати багатьох популяцій прохідних і напівпрохідних риб (наприклад, лососевих, сельдєвих та ін.) як у нашій країні, так і за кордоном, оскільки спуск молоді через турбіни без рибопропускних споруд неможливий або веде до значного травматизму і загибелі риби.

У результаті переміщення води з океанів на континенти маса Землі навколо екватора зменшилася, а в Північній півкулі, де найбільше водосховищ, збільшилася. Таке зміщення маси, як думають учені, прискорило обертання Землі, оскільки вода опинилася ближче до осі обертання. Більш швидке обертання скорочує день. Через ефект водосховищ день за останні50 років скоротився приблизно на 8 мільйонних часток секунди.

Оскільки штучні водосховища розташовані на земній кулі несиметрично, запаси води в них "зсунули" і земну вісь приблизно на 60 см від Північного полюсу вбік західної частини Канади. Таким чином, створення штучних водойм тягне за собою достатньо великі за масштабами (глобальні) наслідки, і ще не всі з них ми маємо змогу оцінити.

-14-

Як бачимо, гідроенергетика на сучасному етапі не відповідає тим екологічним вимогам, що висуваються до неї, тому її подальший розвиток і вдосконалення мають бути пов’язані з виробленням нової концепції або, у крайньому разі, із суттєвим переглядом існуючих принципів використання енергії води.

При цьому найбільш суттєвим у подальшому розвитку гідроенергетики має стати усвідомлення того факту, що гідроресурси є відновлюваними, а точніше – безперервно відновлюваними.

До того ж, треба створити чи виробити систему заходів, спрямованих на якнайповніше відвернення негативних впливів ГЕС на навколишнє середовище. Заходи повинні бути спрямовані на мінімізацію, локалізацію та усунення негативних наслідків.

Для прогнозу і контролю забруднення водосховищ необхідний облік і аналіз як природного біогенного, так і антропогенного навантаження.

Знизити гостроту екологічних проблем у гідроенергетиці можна при будівництві енергонакопичуючих ГЕС (ЕНГЕС), гідроакумулюючих електростанцій (ГаЕС).

Особливим напрямком гідроенергобудівництва стає створення малих ГЕС одиничної потужності до 30 кВт на невеликих водотоках. Спорудження таких ГЕС дозволить економити паливо і отримувати електроенергію без завдання такої значної шкоди навколишньому середовищу, як при будівництві великих ГЕС. Раніше невеликі, так звані районні, міжколгоспні гідроелектростанції місцевого значення на невеликих річках були чи не основним джерелом енергозабезпечення сіл України. Та їх закрили після створення потужних загальносоюзних енергосистем.

Карпати та прилеглі до них передгірські райони настільки багаті на гідроресурси, що при розумному їх використанні могли б цілком забезпечити електроенергією не лише себе, а й інші регіони. МініГЕС можна будувати і в Криму.

 

-15-

Геліоенергетика

Одним із найбільш перспективних джерел енергії є "чисте" і практично невичерпне випромінювання Сонця. Сонячна радіація - електромагнітне випромінювання Сонця - основне джерело енергії для всіх процесів, що відбуваються в природі. Сонце завдяки високій температурі його плазми, зумовленій термоядерними реакціями, випромінює в міжпланетний простір величезну кількість теплової енергії - понад 4 • 10³³ ерг/сек. Як вважають фахівці, є всі підстави сподіватися, що завдяки прогресу науки і техніки сонячна енергія найближчим часом буде поставлена на службу людині.

Земна поверхня одержує сонячної енергії в 14-20 тис. разів більше нинішнього рівня світового енерговикористання.

Переваги сонячної енергії добре відомі: доступність, практична невичерпність, відсутність другорядних, забруднюючих навколишнє середовище, впливів. У той же час відомі і недоліки: низька щільність і переривчатість надходження, чергування дня і ночі.

Сонячна енергія може широко використовуватися в народному господарстві. Сонячна енергія може нагрівати воду для різних підприємств, господарств і домашніх потреб. Але найефективніше використовувати сонячну енергію для вироблення електричної. Найбільшого практичного застосування набули фотоелектричні і термодинамічні системи перетворення із застосуванням теплових двигунів.

Для розміщення геліоелектростанцій найбільш придатними є посушливі і пустельні зони, в яких річна кількість опадів не перевищує 250 мм. При ефективному перетворенні сонячної енергії в електричну, рівному 10%, достатньо використовувати всього 1% території пустельних зон для розміщення геліоелектростанцій, щоб забезпечити сучасний рівень енергоспоживання.

За підрахунками, ділянка Кримського півострова площею в 100 км² здатна забезпечити за рахунок використання сонячної енергії половину енергетичних потреб автономії. Сьогодні в Криму працює 36 геліостанцій, загальна площа

 

-22-

сонячних колекторів складає понад 100 тис. м². Більшість із них працює без накопичувачів енергії, яку б можна було використовувати в хмарну погоду або вночі.

 

Вітроенергетика

Енергія вітру залежить від його швидкості, а швидкість - від величини градієнта тиску. В місцях, де середня річна швидкість вітру дорівнює 4 м/с, вигідно використовувати вітродвигуни. Якщо швидкість вітру більша, то доцільно будувати вітроелектростанції. Найбільш придатними є степова і лісостепова зона Європейської частини СНД і Західного Сибіру, деякі райони Східного Сибіру і Далекого Сходу. Особливо сильні вітри (понад 6 м/с) на Крайній Півночі.

Від вітроелектростанцій на території СНД можна одержувати стільки електроенергії, скільки дадуть її ТЕС від спалювання 10 млрд. тонн нафти.

Невичерпні запаси енергії вітру людина може мати від освоєння стратосфери, де є струминні повітряні течії величезної швидкості.

В Україні перша вітроелектростанція потужністю 100 кВт була побудована в 1931 р. поблизу Севастополя. Фахівці вважають, що на одній тільки Арабатській стрілці (Сиваш) можна встановити 30 тис. вітроелектростанцій і одержати 2 млн. кВт електроенергії. Перспективними зонами будівництва групових вітроелектростанцій є яйли від Керчі до Севастополя. Вітроенергетика є екологічно чистим видом виробництва енергії, за винятком низькочастотного шуму працюючих вітряків та спорадичної загибелі птахів у лопатях вітродвигунів (Білявський та ін., 1993).

 

-23-

Біоенергетика

Перспективним напрямком є створення технологій енергетичного використання біомаси. Біомаса- органіка, яка утворюється в результаті фотосинтезу. її можна спалювати, перетворювати на метан або спирт.

Біомасу одержують на деревопереробних підприємствах і харчових виробництвах шляхом спалювання відходів рослинного походження. Ще один приклад - одержання шляхом спалювання відходів паперу. За деякими оцінками, дрова та відходи деревопереробної промисловості могли б на 20% задовольняти енергетичні проблеми. Але для задоволення цих потреб хоча б на кілька відсотків потрібно вирубувати ліс, що завдасть серйозних збитків навколишньому середовищу.

Спалювання деревини допустиме лише тоді, коли її можна одержувати без порушення екосистем (лісових), але й у цьому випадку вона забезпечить не більше 50% енергетичних потреб.

Використання біогазу.

Біогаз утворюється в результаті мікробіологічних процесів у звалищах побутового сміття. Біогаз має значний енергетичний потенціал (вміст у ньому метану досягає 44-66%) і може бути використаний в теплосилових установках, а в очищеному вигляді - у газових турбінах. У світі зараз експлуатують 146 установок по добуванню і використанню біогазу, який отримують у результаті анаеробного розкладання органічних речовин на звалищах міських відходів. Так, на сміттєзвалищах у Бірмінгемі (Великобританія) відходи завантажують в окремо розташовані і закопані в землю бункери. Виділення біогазу починається через три місяці і триває впродовж 15-20 років. Кожний бункер виробляє біогазу 17 м³ /хв. Після очищення біогазу від органічних включень і конденсату його подають під тиском 1,75 МПа в газотурбінну установку потужність 64,5 МВт. Спалюючи газ, отримують електроенергію, а побічне тепло використовують для обігрівання розташованих поблизу теплиць і житлових будинків (Новиков, 1998р.).

 

-24-

Практично кожен сільський господар, який утримує живність, міг би нині забезпечити себе паливним газом шляхом використання побутових біогазових установок. Вони є майже в кожному фермерському господарстві і в багатьох містах Західної Європи. Це давно відпрацьована і перевірена технологія. Більше 10 млн. біогазових установок працює в Китаї, активно вони впроваджуються в Індії та Японії.

Висновки

У процесі виконання реферативної роботи я з’ясувала екологічні проблеми енергетики, а саме проблеми теплоенергетики, гідроенергетики, та її дії на навколишнє середовище, а саме головне – екологічні проблеми використання атомної енергії.

Були усвідомлені перспективні види енергетики, а саме:

- геліоенергетики;

- вітроенергетики;

- біоенергетики.

Енергія вітру залежить від його швидкості, а швидкість - від величини градієнта тиску. Від вітроелектростанцій на території СНД можна одержувати стільки електроенергії, скільки дадуть невичерпні запаси енергії вітру. Людина може мати від освоєння стратосфери, де є струминні повітряні течії величезної швидкості її ТЕС від спалювання 10 млрд. тонн нафти.

Одним із найбільш перспективних джерел енергії є "чисте" і практично невичерпне випромінювання Сонця. Сонячна радіація - електромагнітне випромінювання Сонця - основне джерело енергії для всіх процесів, що відбуваються в природі. Сонце завдяки високій температурі його плазми, зумовленій термоядерними реакціями, випромінює в міжпланетний простір величезну кількість теплової енергії - понад 4 • 10³³ ерг/сек.

Перспективним напрямком є створення технологій енергетичного використання біомаси. Біомаса- органіка, яка утворюється в результаті фотосинтезу. її можна спалювати, перетворювати на метан або спирт.

У результаті вже 1000 років спиртового бродіння виділяється етиловий спирт. Спиртове бродіння використовується людиною у виробництві спиртних напоїв. Але спирт також є хорошим пальним.

 

-26-

Список літератури

 

1. Андрейцев В.І. Екологія і законодавство України: У 2 кн. - К.: Юрінком Інтер, 1997.

2. Білявський Г.О., Бутченко Л.І., Навроцький В.М. Основи екології: Теорія та практикум. - К.: Лібра, 2002.

3. Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології. - К.: Либідь,2003.

4. Білявський Г.О., Фурдуй Р.С. Практикум із загальної екології. -К.: Либідь,2007.

6. Бровдій В.М., Гаца О.О. Екологічні проблеми України (проблеми ноогеніки). - К.: НПУ, 2010.

7. Волошин В.В. Проблеми сталого розвитку України. - К.: Вид-во "БМТ",2008.

8. Голубець М.А., Кучерявий В.П., Генсірук С.А. та ін. Конспект лекцій з курсу "Екологія і охорона природи". - К.: УМК ВО, 2010.

9. ДжигирейB.C., Сторожук В.М., Яцюк Р.А. Основи екології та охорона навколишнього середовища. - Львів: Афіша, 2001.

 

План

Вступ

1.Екологічні проблеми теплоенергетики.

1.1. Теплоелектростанції (ТЕС).

2. Екологічний вплив гідроенергетики на навколишнєсередовище.

2.1. Гідроелектростанції (ГЕС).

2.2. Солоність води як джерело енергії.

2.3. Використання термальної енергії океану.

2.4. Вода як джерело водню — перспективного палива.

2.5. Використання гідродинамічної енергії.

3. Екологічні проблеми використання атомної енергії.

4. Геліоенергетика.

5. Вітроенергетика.

6. Біоенергетика.

Висновки

Список літератури

 

 

-2-

Вступ

Тема реферативної роботи "Хіміко-екологічні аспекти енергетики".

Енергетика - найважливіший фактор у процесі перетворення природи людиною. Виробництво енергії, її транспортування і споживання набули глобального характеру. Створений людством енергетичний потенціал забезпечує сучасні технології освоєння навколишнього космічного простору.

Поряд з тим майже 80% усіх видів забруднення біосфери зумовлює саме енергетична промисловість, яка включає добування, переробку і використання палива.

Щорічне споживання енергії у світі зараз наближається до 25-35 млрд. тонн умовного палива. Наслідком цього є виснаження світових запасів викопного палива.

При цьому спалювання органічного палива в енергетичних установках супроводжується величезними викидами шкідливих речовин і побічного тепла в навколишнє середовище.

На нинішньому етапі розвитку людства виникає необхідність у переведенні енергетичної промисловості на інтенсивний шлях, у впорядкуванні використання енергоносіїв на всіх рівнях, у пошуку і використанні альтернативних (екологічно чистих і невичерпних) джерел енергії.

Одним із напрямів пошуку прихованих енергорезервів та їх реалізації в Україні є програма державної підтримки розвитку нетрадиційної енергетики, яка є складовою частиною Національної енергетичної програми України. У Програмі доповнено і розширено напрями розвитку, конкретизовано області застосування, уточнено обсяги впровадження нетрадиційних і відновлювальних джерел енергії та малої гідро- і теплоенергетики відповідно до основних показників національної енергетичної програми України.

Особливого значення набуває економія електроенергії. Тільки в Сполучених Штатах щорічно марно витрачається електроенергії на суму в мільярд доларів.

 

 

-3-

 

Таблиця1.Деякі характеристики електроенергії, що виробляється традиційними і нетрадиційними методами

Вид електростанції чи джерела енергії	Коефіцієнт корисної дії, %	Доступність,%
Вугільна	35-40	85-90
Ядерна	35-40	75-85
Вітрова	40-70	20-40
Сонячна	10-20	15-20
Газифікація вугілля	40-50	80-90
Геотермічна	15-20	70-80
Маретермічна	2-3	90-95
Водень	30-45	70-80
Паливні елементи	60-80	80-90
Фотосинтез	0,4-1	90-95
Магнітогідродинамічна		60-70

 

-4-

Екологічні проблеми теплоенергетики

Теплоелектростанції (ТЕС)

Широке використання вугілля та інших видів викопного палива з метою одержання електричної енергії має явні переваги, оскільки електричну енергію неважко передавати навіть на значні відстані, машини і механізми можна розташовувати далеко від генераторів. Нині набуває поширення й електричне обігрівання житла - при цьому в будинках не спалюють ніякого палива і там не утворюється ні дим, ні золи.

Сьогодні теплоенергетику справедливо називають основою технічного прогресу. Але за використання енергії у вигляді електрики ми несемо і певне покарання. За масштабами впливу на навколишнє середовище ця галузь посідає одне з перших місць. Велика кількість теплоелектростанцій (ТЕС) і теплоелектроцентралей (ТЕЦ) спалюють мільйони тонн органічного палива. На їх частку припадає приблизно четверта частина всіх шкідливих викидів.