Перспективы развития современной энергетики

В условиях сложившейся односторонней ориентации экономики и энергетики на использование углеводородного сырья среди важнейших научных задач ближайшей перспективы, на мой взгляд, представляются следующие:

- разработка технологий атомной энергетики и реализация на этой основе современных высокоэффективных и безопасных реакторных установок и атомных электростанций нового поколения

- освоение водородных технологий и создание на этой основе систем производства, хранения и использования водорода как высокоэффективного топлива

- разработка новых технологий переработки и сжигания твердого топлива для получения энергии

- создание новых технологий использования нетрадиционных и возобновляемых источников электрической и тепловой энергии, создание химических источников тока.

Весь мир сейчас «говорит» об Альтернативной энергетике, основанной на использовании возобновляемых (или "чистых" не газрязняющих окружающую среду) источников энергии. К таковым относятся энергогенерирующие устройства, работающие с использованием энергии Солнца, ветра, приливов и отливов, морских волн, а также подземного тепла планеты.

Особое значение для качественного обновления энергетики имеют фундаментальные разработки в области высокотемпературной сверхпроводимости, позволяющие разрешить ряд важных проблем, таких как создание токоограничителей, накопителей электроэнергии, сооружение сверхпроводящих линий электропередачи для осуществления вводов электроэнергии в крупные города. Создание сверхпроводниковых накопителей энергии позволит повысить надежность и бесперебойность энергоснабжения при авариях в энергосистемах. Кроме того, электротехническое оборудование, выполненное с использованием сверхпроводимости (криогенные генераторы, кабели), позволит в 2 - 3 раза сократить потери при производстве и передаче электроэнергии. Фактически речь может идти о принципиально новой электроэнергетике.

Среди практических задач отрасли на ближайший период важнейшей является модернизация теплоэнергетики с созданием высокоэффективных парогазовых установок с комбинированной выработкой электрической и тепловой энергии с КПД не менее 50 – 55%.

В тоже время во многих странах мира ведутся работы по созданию интеллектуальных электрических сетей. Интеллектуальные сети (ИС) - это комплекс технических средств, которые в автоматическом режиме выявляют наиболее слабые и аварийно опасные участки сети, а затем изменяют характеристики и схему сети с целью предотвращения аварии и снижения потерь, автоматически балансирующая и самоконтролирующаяся энергетическая система, способная принимать энергию от любого источника (уголь, солнце, ветер) и преобразовывать ее в конечный продукт для потребителей (тепло, свет, теплую воду) при минимальном участии людей.

 

 

Глава 4

Негативное влияние различных типов электростанций на окружающую среду

Воздействие энергетики на окружающую среду весьма разнообразно и определяется в основном типом энергоустановок. Рассмотрим основные особенности воздействия на атмосферу и водные объекты электростанций традиционного типа, а именно ГЭС, АЭС и ТЭС

 

Гидроэлектростанции (ГЭС)

Наиболее значимым фактором воздействия крупных гидроэлектростанций на экосистему водосброса является создание водохранилищ и затопление земель. Это вызывает изменение видового состава, численности биомассы растений, животных, формирование новых биоценозов.

Еще одна экологическая проблема гидроэнергетики связана с оценкой качества водной среды. Имеющее место загрязнение воды вызвано не технологическими процессами производства электроэнергии на ГЭС (объемы загрязнений, поступающие со сточными водами ГЭС, составляют ничтожно малую долю в общей массе загрязнений хозяйственного комплекса), а низкое качество санитарно-технических работ при создании водохранилищ и сброс неочищенных стоков в водные объекты.

В водохранилищах задерживается большая часть питательных веществ, приносимых реками. В теплую погоду водоросли способны массами размножаться в поверхностных слоях обогащенного питательными веществами водохранилища. В ходе фотосинтеза водоросли потребляют питательные вещества из водохранилища и производят большое количество кислорода. Отмершие водоросли придают воде неприятный запах и вкус, покрывают толстым слоем дно и препятствуют отдыху людей на берегах водохранилищ. Массовое размножение, "цветение" водорослей в неглубоких заболоченных водохранилищах делает их воду непригодной ни для промышленного использования, ни для хозяйственных нужд.

Водохранилища часто "созревают" десятилетиями или дольше, а в тропиках этот процесс длится столетиями - пока разложится большая часть всей органики. Очистка затопляемой зоны от растительности смягчила бы проблему, но поскольку она трудна и дорога, очистку проводят лишь частично.

Если вопрос о положительном или отрицательном влиянии водохранилищ на качество воды до сих пор остается спорным, то негативное влияние неочищенных стоков, бесспорно. Большие объемы воды и высокий эффект самоочищения в водохранилищах побуждают к строительству предприятий без должной очистки стоков, что превращает водохранилища в огромные отстойники сточных вод.

Кроме загрязнения, объективным показателем качества является состояние обитающих в воде живых организмов. Подъем уровня реки плотиной приводит к перестройке уникальных пойменных экосистем по всему руслу реки. К снижению численности рыб, плотина перегораживает путь рыбе, идущей на нерест. Происходит элиминация беспозвоночных водных животных, повышение агрессивности компонентов гнуса (мошки) из-за недоедания на личиночных стадиях, исчезновение мест гнездования многих видов перелетных птиц, недостаточное увлажнение пойменной почвы, негативные растительные сукцессии (обеднение фитомассы), сокращение потока биогенных веществ в океаны. На структуру и динамику планктона влияют и сами гидротехнические сооружения, т.к. при преодолении гидроагрегатов планктон подвергается разрушению.

При строительстве ГЭС появляется тепловое загрязнение реки в результате сброса через турбину ГЭС холодной воды летом и относительно теплой зимой. Бывает, что температура воды в период наибольшего прогревания понижается против естественного режима на 7,8° С. Данный процесс влияет на осенний и весенний ледоход, и на всех живых организмов, обитающих в водоеме.

В редких случаях постройка ГЭС имеет влияние и на атмосферу. В первые годы после заполнения водохранилища в нем появляется много разложившейся растительности, а "новый" грунт может резко снизить уровень кислорода в воде. Гниение органических веществ может привести к выделению огромного количества парниковых газов - метана и двуокиси углерода.