Проблемы энергетики

| |о | | | | |

| |топлива| | | | |

|Работа|Основны|Разрушение |Тепловое |Основной агент |Загрязнение |

|электр|е |и сильное |загрязнение в|разрушения и |воздуха |

|останц|поставщ|загрязнение|результате |гибели экосистем, |продуктами |

|ий на |ики |почв вблизи|сбросов |особенно озер и |горения-» кислые|

|твердо|углекис|предприятий|подогретых |хвойных лесов |осадки-» гибель |

|м |лого |(техногенны|вод, |(обеднение |лесов и |

|топлив|газа, |е пустыни),|химическое |видового состава, |экосистем озер |

|е |сернист|загрязнение|загрязнение |снижение |-> нарушение |

| |ого |тяжелыми |через кислые |продуктивности, |круговоротов |

| |ангидри|металлами, |осадки и |разрушение |вешеств -> |

| |да, |радиоактивн|сухое |хлорофилла, |антропогенные |

| |окислов|ыми |осаждение из |вымывание |сукцессии |

| |азота, |веществами,|атмосферы, |биогенов, | |

| |продукт|кислыми |загрязнение |повреждение корней|Тепловое |

| |ов для |осадками; |продуктами |и т.п.). |загрязнение вод |

| |кислых |отчуждение |вымывания |Эвтрофикация вод и|-> дефицит |

| |осадков|земель под |биогенов и |их цветение. На |кислорода -> |

| |, |землеотвалы|ядовитых |человека через |эвтрофикация и |

| |аэрозол|, другие |веществ |загрязнение |цветение вод -> |

| |ей, |отходы |(алюминий)из |воздуха, воды, |усиление |

| |сажи, | |почв и |продуктов питания,|дефицита |

| |загрязн| |грунтов |разрушение |кислорода -> |

| |ение | | |природы, строений,|превращение |

| |радиоак| | |памятников и т.п. |водных экосистем|

| |тивными| | | |в болотные |

| |веществ| | | | |

| |ам и, | | | | |

| |тяжелым| | | | |

| |и | | | | |

| |металла| | | | |

| |ми | | | | |

|Работа|То же, |То же, но в|Тепловое |То же, но в | |

|электр|но в |значительно|загрязнение, |значительно | |

|останц|значите|меньших |как для |меньших масштабах | |

|ий на |льно |масштабах |твердого | | |

|жидком|меньших| |топлива, | | |

|топлив|масштаб| |остальные в | | |

|е и |ах | |значительно | | |

|газе | | |меньших | | |

| | | |масштабах | | |

Вместе с тем влияние энергетики на среду и ее обитателей в большей мере

зависит от вида используемых энергоносителей (топлива). Наиболее чистым

топливом является природный газ, далее следует нефть (мазут), каменные

угли, бурые угли, сланцы, торф.

Хотя в настоящее время значительная доля электроэнергии производится за

счет относительно чистых видов топлива (газ, нефть), однако закономерной

является тенденция уменьшения их доли. По имеющимся прогнозам, эти

энергоносители потеряют свое ведущее значение уже в первой четверти XXI

столетия. Здесь уместно вспомнить высказывание Д. И. Менделеева о

недопустимости использования нефти как топлива: «нефть не топливо - топить

можно и ассигнациями».

Не исключена вероятность существенного увеличения в мировом

энергобалансе использования угля. По имеющимся расчетам, запасы углей

таковы, что они могут обеспечивать мировые потребности в энергии в течение

200-300 лет. Возможная добыча углей, с учетом разведанных и прогнозных

запасов, оценивается более чем в 7 триллионов тони. При этом более 1/3

мировых запасов углей находится на территории России. Поэтому закономерно

ожидать увеличения доли углей или продуктов их переработки (например, газа)

в получении энергии, а следовательно, и в загрязнении среды. Угли содержат

от 0,2 до десятков процентов серы в основном в виде пирита, сульфата,

закисного железа и гипса. Имеющиеся способы улавливания серы при сжигании

топлива далеко не всегда используются из-за сложности и дороговизны.

Поэтому значительное количество ее поступает и, по-видимому, будет

поступать в ближайшей перспективе в окружающую среду. Серьезные

экологические проблемы связаны с твердыми отходами ТЭС - золой и шлаками.

Хотя зола в основной массе улавливается различными фильтрами, все же в

атмосферу в виде выбросов ТЭС ежегодно поступает около 250 млн. т

мелкодисперсных аэрозолей. Последние способны заметно изменять баланс

солнечной радиации у земной поверхности. Они же являются ядрами конденсации

для паров воды и формирования осадков; а попадая в органы дыхания человека

и других организмов, вызывают различные респираторные заболевания.

Выбросы ТЭС являются существенным источником такого сильного

канцерогенного вещества, как бензопирен. С его действием связано увеличение

онкологических заболеваний. В выбросах угольных ТЭС содержатся также окислы

кремния и алюминия. Эти абразивные материалы способны разрушать легочную

ткань и вызывать такое заболевание, как силикоз, которым раньше болели

шахтеры. Сейчас случаи заболевания силикозом регистрируются у детей,

проживающих вблизи угольных ТЭС.

Серьезную проблему вблизи ТЭС представляет складирование золы и ишаков.

Для этого требуются значительные территории, которые долгое время не

используются, а также являются очагами накопления тяжелых металлов и

повышенной радиоактивности.

Имеются данные, что если бы вся сегодняшняя энергетика базировалась на

угле, то выбросы СО, составляли бы 20 млрд. тонн в год (сейчас они близки к

6 млрд. т/год). Это тот предел, за которым прогнозируются такие изменения

климата, которые обусловят катастрофические последствия для биосферы.

ТЭС - существенный источник подогретых вод, которые используются здесь

как охлаждающий агент. Эти воды нередко попадают в реки и другие водоемы,

обусловливая их тепловое загрязнение и сопутствующие ему цепные природные

реакции (размножение водорослей, потерю кислорода, гибель гидробионтов,

превращение типично водных экосистем в болотные и т. п.).

Экологические проблемы гидроэнергетики

Одно из важнейших воздействий гидроэнергетики связано с отчуждением

значительных площадей плодородных (пойменных) земель под водохранилища. В

России, где за счет использования гидроресурсов производится не более 20%

электрической энергии, при строительстве ГЭС затоплено не менее 6 млн. га

земель. На их месте уничтожены естественные экосистемы. Основные

воздействия ГЭС на среду, различные звенья экосистем и человека приведены в

таблице.

|Технол|Влияние на элементы среды и биоту |Примеры цепных |

|огичес| |реакций |

|кий | | |

|процес| | |

|с | | |

| |воздух |почвы и |воды |экосистемы и | |

| | |грунты | |человека | |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |

|Строит|Разруше|Аэрозольное|Некоторое |Частичное |Текущая вода |

|ельств|ние |загрязнение|нарушение |разрушение |(река) -> |

|о ГЭС |почв и |продуктами |режима и |экосистем и их |водохранилище ->|

| |грунтов|разрушения |загрязнение в|элементов(растител|накопление |

| |на |почв, |местах |ьности, почв), |химических |

| |стройпл|стройматери|строительства|фактор |веществ |

| |о-щадка|алами |(обводные |беспокойства для |(эвтрофикация) |

| |х, |(особенно |каналы и |животных, |плюстепловое |

| |подъезд|цементом); |т.п.) |интенсивный |загрязнение -> |

| |ных |химическое | |промысел и т.п. |зарастание |

| |путях, |- в | |Влияние на |водоема |

| |хозяйст|небольших | |человека в |(цветение) -> |

| |вен-ных|объемах в | |основном через |обогащение |

| |объекта|основном от| |изменение среды и |органикой -> |

| |х и |работы | |социальные факторы|обескислороживан|

| |т.п.; |техники, | | |ие -> |

| |перемещ|предприятий| | |превращение |

| |е-ние |, | | |экосистемы |

| |больших|стройматери| | |транзитноготипа |

| |масс |алов | | |в |

| |грунтов| | | |аккумулятивнозас|

| |, | | | |тойную -> порча |

| |особенн| | | |воды -> болезни |

| |о при | | | |рыб -> потеря |

| |строите| | | |пищевых или |

| |ль-стве| | | |вкусовых свойств|

| |плотин | | | |воды и продуктов|

| |и | | | |промысла |

| |обвалов| | | | |

| |а-нии | | | | |

| |водохра| | | | |

| |ни-лищ | | | | |

|Заполн|Уход |Дополнитель|Смена текущих|Полное уничтожение|Давление водных |

|е-ние |под |ноеиспарени|вод на |сухопутных |масс на ложе |

|водохр|воду |е с чаши |застойные, |экосистем |водохранилищ -> |

|а-нили|плодоро|водохранили|неизбежное |(сведение лесов |интенсификация |

|щ |д-ных |щ |загрязнение |или их гибель от |сейсмических |

| |пойменн| |водохранилищ |подтопления, часто|явлений |

| |ых | |быстрораствор|оставление всей | |

| |земель | |и-мыми или |биомассы взоне | |

| |(затопл| |взмучиваемыми|затопления), смена| |

| |ение), | |веществами |прибрежных | |

| |подъем | |при |экосистем. | |

| |грунтов| |заполнении |Неизбежное | |

| |ых вод | |чаши |переселение людей | |

| |в | |водохранилищ |из зоны | |

| |прибреж| |и |затопления, | |

| |-ной | |формировании |социальные | |

| |зоне | |берегов |издержки | |

| |(подтоп| | | | |

| |ле-ние,| | | | |

| |заболач| | | | |

| |и-вание| | | | |

| |). В | | | | |

| |горных | | | | |

| |условия| | | | |

| |х такие| | | | |

| |явления| | | | |

| |выражен| | | | |

| |ы в | | | | |

| |меньшей| | | | |

| |степени| | | | |

|Работа|То |Повышение |Загрязнение в|Формирование новых| |

|ГЭС |же,что |влажности, |результате |экосистем (в | |

| |и при |понижение |стоков с |основном луговых и| |

| |затопле|температур |водосборов и |болотных) в зоне | |

| |нии, |туманы, |разложения |подтопления, | |

| |ПЛЮС |местныеветр|больших масс |зарастание вод. | |

| |MHOголе|ы, часто |органики |цветение;нарушение| |

| |т-нее |неприятный |почв, |миграций рыб и | |

| |разруше|запах от |растительных |других | |

| |ние |гниения |остатков, |гидробионтов, | |

| |берегов|органически|древесины и |смена более ценных| |

| |ой |х остатков |т.п., |видов менее | |

| |линии | |образование |ценными; | |

| |(абрази| |фенолов, |заболевания рыб | |

| |я), | |накопление |(гельминты и | |

| |формиро| |биогенов и |другие паразиты), | |

| |ва-ние | |других |забивание жаберных| |

| |новых | |веществ; |щелей рыб | |

| |типов | |усиленное |водорослями, | |

| |почв в | |прогревание, |разрушение | |

| |прибреж| |особенно |нерестилищ и | |

| |-ной | |мелководий |зимовальных ям. | |

| |зоне | |(тепловое |Потеря вкусовых | |

| | | |загрязнение) |качеств рыб. | |

| | | |,эвтрофикация|Увеличение | |

| | | |, цветение, |вероятности | |

| | | |потеря |заболеваний людей | |

| | | |кислорода, |при контакте с | |

| | | |накопление |водными массами | |

| | | |тяжелых |(купание и т.п.) и| |

| | | |металлов, |продуктами | |

| | | |ила, |промысла | |

| | | |радиоактивных| | |

| | | |и других | | |

| | | |веществ, | | |

| | | |порча воды | | |

Значительные площади земель вблизи водохранилищ испытывают подтопление

в результате повышения уровня грунтовых вод. Эти земли, как правило,

переходят в категорию заболоченных. В равнинных условиях подтопленные земли

могут составлять 10% и более от затопленных. Уничтожение земель и

свойственных им экосистем происходит также в результате их разрушения водой

(абразии) при формировании береговой линии. Абразионные процессы обычно

продолжаются десятилетиями, имеют следствием переработку больших масс

почвогрунтов, загрязнение вод, заиление водохранилищ. Таким образом, со

строительством водохранилищ связано резкое нарушение гидрологического

режима рек, свойственных им экосистем и видового состава гидробионтов. Так,

Волга практически на всем протяжении (от истоков до Волгограда) превращена

в непрерывную систему водохранилищ.

Ухудшение качества воды в водохранилищах происходит по различным

причинам. В них резко увеличивается количество органических веществ как за

счет ушедших под воду экосистем (древесина, другие растительные остатки,

гумус почв и т. п.), так и вследствие их накопления в результате

замедленного водообмена. Это своего рода отстойники и аккумуляторы веществ,

поступающих с водосборов.

В водохранилищах резко усиливается прогревание вод, 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 синезеленых (цианей). По этим причинам, а также вследствие

медленной обновляемости 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. Волга во многом потеряла свое значение как нерестилище

для осетровых Каспия после строительства на ней каскада ГЭС.

В конечном счете перекрытые водохранилищами речные системы из

транзитных превращаются в транзитноаккумулятивные. Кроме биогенных веществ,

здесь аккумулируются тяжелые металлы, радиоактивные элементы и многие

ядохимикаты с длительным периодом жизни. Продукты аккумуляции делают

проблематичным возможность использования территорий, занимаемых

водохранилищами, после их ликвидации. Имеются данные, что в результате

заиления равнинные водохранилища теряют свою ценность как энергетические

объекты через 50-100 лет после их строительства. Например, подсчитано, что

большая Асуанская плотина, построенная на Ниле в 60-е годы, будет

наполовину заилена уже к 2025 году. Несмотря на относительную дешевизну

энергии, получаемой за счет гидроресурсов, доля их в энергетическом балансе

постепенно уменьшается. Это связано как с исчерпанием наиболее дешевых

ресурсов, так и с большой территориальной емкостью равнинных водохранилищ.

Считается, что в перспективе мировое производство энергии на ГЭС не будет

превышать 5% от общей.

Водохранилища оказывают заметное влияние на атмосферные процессы.

Например, в засушливых (аридных) районах, испарение с поверхности

водохранилищ превышает испарение с равновеликой поверхности суши в десятки

раз. Только с каскада Волжско-Камских водохранилищ ежегодно испаряется

около 6 км3. Это примерно 2-3 годовые нормы потребления воды Москвой. С

повышенным испарением связано понижение температуры воздуха, увеличение

туманных явлений. Различие тепловых балансов водохранилищ и прилегающей

суши обусловливает формирование местных ветров типа бризов. Эти, а также

другие явления имеют следствием смену экосистем (не всегда положительную),

изменение погоды. В ряде случаев в зоне водохранилищ приходится менять

направление сельского хозяйства. Например, в южных районах нашей страны

некоторые теплолюбивые культуры (бахчевые) не успевают вызревать,

повышается заболеваемость растений, ухудшается качество продукции.

Издержки гидростроительства для среды заметно меньше в горных районах,

где водохранилища обычно невелики по площади. Однако в сейсмоопасных горных

районах водохранилища могут провоцировать землетрясения. Увеличивается

вероятность оползневых явлений и вероятность катастроф в результате

возможного разрушения плотин. Так, в 1960 г. в Индии (штат Гунжарат) в

результате прорыва плотины вода унесла 15 тысяч жизней людей.

Экологические проблемы ядерной энергетики

Ядерная энергетика до недавнего времени рассматривалась как наиболее

перспективная. Это связано как с относительно большими запасами ядерного

топлива, так и со щадящим воздействием на среду. К преимуществам относится

также возможность строительства АЭС, не привязываясь к месторождениям

ресурсов, поскольку их транспортировка не требует существенных затрат в

связи с малыми объемами. Достаточно отметить, что 0,5 кг ядерного топлива

позволяет получать столько же энергии, сколько сжигание 1000 тонн каменного

угля.

До середины 80-х годов человечество в ядерной энергетике видело один из

выходов из энергетического тупика. Только за 20 лет (с середины 60-х до

середины 80-х годов) мировая доля энергетики, получаемой на АЭС, возросла

практически с нулевых значений до 15-17%, а в ряде стран она стала

превалирующей. Ни один другой вид энергетики не имел таких темпов роста. До

недавнего времени основные экологические проблемы АЭС связывались с

захоронением отработанного топлива, а также с ликвидацией самих АЭС после

окончания допустимых сроков эксплуатации. Имеются данные, что стоимость

таких ликвидационных работ составляет от 1/6 до 1/3 от стоимости самих АЭС.

Некоторые параметры воздействия АЭС и ТЭС на среду представлены в таблице.

Сравнение АЭС и ТЭС по расходу топлива и воздействию на среду. Мощность

электростанций по 1000 мВт, работа в течение года ; (Б. Небел, 1993)

|Факторы воздействия на среду |ТЭС |АЭС |

|Топливо |3,5 млн.т угля |1 ,5 т урана |

| | |или 1000 тонны урановой|

| | |руды |

|Отходы: | | |

|углекислый газ |10 млн.т |- |

|сернистый ангидрид |400 тыс.т |- |

Страницы: 1, 2, 3