Электроэнергетика и экология – проблемы сегодняшнего дня

Главная » Статьи » Электроэнергетика и экология – проблемы сегодняшнего дня

18-10-2014

Сегодня значительно возросла актуальность рационального взаимодействия экономики, энергетики и экологии.  Экологическая наука все больше ориентируется на человека, учитывая его значительное влияние на окружающую среду.

Стремительный рост экономики 20-21 ст. тесно связан с усилением воздействия негативных факторов на природную среду.   Это, прежде всего, относится к использованию теплоэлектростанций в энергетике.

При сжигании органических видов топлива происходят выбросы в воздух загрязняющих компонентов, включая радиоактивные вещества, содержащиеся в летучей золе дымового газа.

Работа ТЭС сопровождается необходимостью постоянной добычи топлива, что приводит к загрязнению воздуха, земли и воды, истощает невозобновляемые запасы топлива. При транспортировке топлива также наносится вред окружающей среде по причине расходования энергоресурсов для его перевозки.

Второе место по оценкам влияния на природную среду занимают атомные станции и их топливная база.

Эксплуатация гидроэлектростанций оказывает наименьшее воздействие на экологическую обстановку, они являются наиболее безопасным традиционным источником энергии. Также важно, что используются возобновляемые природные ресурсы, нет необходимости в топливной базе и транспортировке топлива.

Основной вид неблагоприятного воздействия ГЭС на природу – это необходимость затопления значительных площадей.

В настоящее время в процессе развития энергетики особое значение имеет снижение отрицательного воздействия на окружающую среду с помощью использования всех возможных способов и мер по охране природы.

Природоохранные мероприятия можно подразделить на 2 группы:  направленные на снижение вредных выбросов и утилизацию отходов;  на оптимизацию структуры размещения станций и их топливно-энергетического баланса.

На оптимальное размещение предприятий электроэнергетики влияет состояние природной среды данного региона, в частности земельные и водные ресурсы, уровень фоновых загрязнений. При наличии высоких уровней загрязнения размещать здесь электростанцию будет невозможно даже в случае соблюдения всех охранных мер 1-й группы. Радикальным решением здесь будет перенос станции в другой регион, смена видов топлива,  а возможно, и типа электростанции.

Первостепенным при любом варианте размещения станций должно быть обязательное соблюдение норм по охране природной среды и безопасности жизнедеятельности человека.

Таким образом, практическое осуществление мер по развитию и размещению энергетических объектов  должно зависеть от специфики данного региона и обеспечивать  индивидуальный подход  в каждом конкретном случае.

Экологические проблемы в электроэнергетике и необходимость экологического образования специалистов отрасли Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

Бармшова Т.Л., МГТУ, г. Майкоп

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ И НЕОБХОДИМОСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ СПЕЦИАЛИСТОВ ОТРАСЛИ

В статье рассматриваются экологические проблемы, возникающие при производстве электроэнергии. В перспективе в нашей стране необходимо полное перевооружение отрасли на основе новых «чистых» технологии и научных разработок. А значит. специалисты должны теть экологическое воспитание и образование.

Проблемы использования энергетических ресурсов состоят в постоянном увеличении их потребления. В настоящее время одним из основных «потребителей» энергии является производство элекфоэнергии. Сама по себе электроэнергия считается экологически чистой, но процесс получения. передачи и использования ведёт к переработке огромного количества первичных энергоносителей, что оказывает негативное влияние на окружающую среду, и при существующих темпах развития экономики вредные экологические воздействия будут только расти. В ряду экологических проблем стоят нарушение поверхности при добыче топлива, загрязнение отходами производства и тепловое загрязнение в результате рассеивания тепла, что связанно с нарушением озонового слоя и потеплением климата. Одним из наиболее эффективных традиционных способов получения энергии считаются атомные электростанции. 11о имея преимущества, у них есть большие недостатки: тепловое загрязнение поверхностных вод путем сброса отработанных вод повышенной температуры приводит к гибели живых организмов в водоёмах, к появлению туманов и увеличению количества осадков зимой, но особо опасным является переработка отработанного топлива.

Таким образом современная энергетика и электроэнергетика находятся в противоречии с экологией. Всё чаще специалисты обращаются к вопросу использования альтернативных источников электроэнергии: Солнца, ветра, приливов. Солнечные батареи и коллекторы уже сейчас являются эталоном экологически чистых источников энергии и широко применяются в Греции. Активно развивается ветроэнергетика. Трудности заключаются в том, что беспрерывное получение этих видов электроэнергии проблематична из-за метеорологических условий, а также требует больших площадей для установки оборудования. В некоторых прибрежных районах используют плавучие электростанции, но этот способ применим как временный. В таких районах рассматривают и получение электроэнергии с помощью приливов и отливов, что тоже имеет свои особенности. То есть использование этих видов энергии для промышленных нужд имеет малую эффективность.

Производство электроэнергии в настоящее время — это серьёзный бизнес, значит должен развиваться. Приоритет рыночных интересов в условиях нецивилизованной рыночной экономики. которая сложилась в нашей стране, привел к необходимости формирования экологического сознания специалистов. Новые технологии должны обеспечивать при минимуме затрат одновременное максимальное удовлетворение требований экологии. Для решения большинства проблем экологической устойчивости должна постоянно проводится работа по оценке и снижению воздействия на окружающую среду при производстве выбросов и сбросов загрязняющих веществ, создание безотходных, ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий, поиск новых безвредных для природы и человека источников энергии.

Одним из перспективных направлений новых технологий является использование «микроэнергетики». К этой категории относят водородные элементы и газовые микроту рбины. Следует отметить экологические преимущества микроэнергетики, где в качестве топлива используют водород и природный газ. Водороду отводится важная роль в снижении уровня загрязнения окружающей среды, связанного с работой энергетических объектов, при условии его получения с помощью возобновляемых источников энергии. Электрический ток получают в результате отделения электрона от атома водорода, что сопровождается выделением тепла. При этом тепло и вода — отходы производства — также могут полезно использоваться. Ведущими странами мира приняты программы ускоренного развития исследований и разработок по использованию водорода в качестве энергоносителя и накопителя электроэнергии.

Считается настоящей научно-технической революцией открытие в 1996 году кванта пространства-времени (квантона) и свсрхсильного электромагнитного взаимодействия (СЭВ). Переход на квантовые реакторы, по мнению учёных, поможет решить не только проблемы недостатка энергии, но и экологические проблемы, возникающие при ее производстве.

Таким образом снижение негативного воздействия на окружающую среду достигается на основе технологического перевооружения, внедрения наилучших технологий при производстве. транспортировании и распределении электрической энергии. Недостаток мощностей, износ оборудования и применение устаревших технологий в нашей стране уже сейчас привели к необходимости смены электроэнергетическою комплекса, что предусматривает наличие квалифицированного инженерного корпуса для внедрения инновационных проектов. При этом экологическая политика должна стать одной из главных частей общей стратегии перехода к экономически сбалансированному развитию отрасли.

Значит необходимо обратить особое внимание воспитанию экологического образования специалистов отрасли. Программа экологического воспитания в нашей стране начала реализовываться в 1994 году , до этого времени она была лишь в стадии пропаганды. По данным Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ развёрнуга достаточно широкая сеть высших учебных заведений, занимающихся подготовкой кадров экологического профиля. Развитие всех отраслей экономики в свете защиты экологии требует внедрения системы экологического менеджмента, разработки технических и технолог ических стандартов в области экологической безопасности природоохранной деятельности. Важны экологическая экспертиза влияния инвестиционных и инновационных проектов в электроэнергетике на окружающую среду. Поэтому возникла необходимость создания цепи образования, которая предусматривает постановку экологических вопросов в центр всех учебных программ.

Общей задачей экологического образования является формирование экологического сознания личности, совершенствование системы ответственности за нанесение вреда природе. Охрана окружающей среды должна рассматриваться в аспекте такой зашиты всех ресурсов Земли, чтобы ими могли пользоваться не только настоящие, но и будущие поколения.

Литература:

1.Андреева Т.А. Экология. Учебное пособие / Т.А. Андреева, — М.: Проспект. 2006.-С. 142-145.

2.Бычков A.М. С) возможностях производства электроэнергии на основе комплексного использования органического и водородного топлива. / А.М. Бычков // Энергетик. — 2006. -№8.-С. 21-22.

3.Семёнов В.А. Развитие децентрализованной энергетики. / В.А.Семёнов// Энергетик.-2006.-№8.-С. 22-24.

4. Кожуховский И.С., Шевчук A.C.. Новосёлова O.A. Экологическая политика ОАО РАО «ЕЭС России» и программа её реализации. / И.С. Кожуховский, A.C. Шевчук, O.A. Новосёлова // Энергетик. — 2006.- №10. — С. 5.

Энергетика и экология

Потребности человечества в энергия.

Использование многих природных ресурсов связано с производством энергии. Главным образом это ископаемое топливо, радиоактивные элементы и потенциальная энергия воды. Рост потребностей в электроэнергии приводит к необходимости расширения масштабов ее производства. Однако современные способы получения электроэнергии страдают существенными недостатками с точки зрения ущерба (прямого, косвенного или потенциального), наносимого окружающей среде.

Всего в 1988 г. всеми электростанциями мира было произведе¬но 10 513 млрд. кВт/ч электроэнергии, а на территории бывшего СССР — 1 705 млрд. кВт/ч. В 1989 г. в СССР было произведено около 1 750 млрд. кВт/ч: 65% — ТЭС, 24% — ГЭС, 11 % — АЭС.

Рассмотрим основные виды электростанций и их экологическое воздействие на окружающую среду.

Тепловые электростанции.

Львиная доля мирового производства электроэнергии принадлежит тепловым электростанциям
(ТЭС), работающим на ископаемом органическом углероде. Топливо (уголь, мазут, газ, сланцы) сжигается в топках паровых козлов, где его химическая энергия превращается в тепловую энергию пара.

В паровой турбине энергия пара переходит в механическую, которая в турбогенераторе превращается в электрическую. Тепловой коэффициент полезного действия обычной ТЭС (типа ГРЭС) составляет 37—39%. Около 2/3 тепловой энергии и остатков топлива в буквальном смысле слова вылетают в трубу, нанося огромный вред обширному региону.

ТЭС ежесуточно потребляют огромное количество топлива, зачастую привозимого издалека. Так, ГРЭС мощностью 2 млн. кВт ежесуточно сжигает 17 800 т угля, что соответствует 6—7 большегрузным составам, и, кроме того. 2500 т мазута. Весь уголь перемалывается в угольную пыль и непрерывно подается в топки котлов, туда же в больших количествах (150 тыс. м3) непрерывно поступает вода, к чистоте которой предъявляют весьма высокие требования.

Пар, отработавший в паровых турбинах, охлаждаясь, превращается в воду и затем снова отправляется в котлы. На охлаждение ежесуточно расходуется более 7 млн. м3 воды и при этом происходит тепловое загрязнение водоема-охладителя.

При работе ТЭС в атмосферу выбрасывается огромная масса золы и различных вредных химических веществ. Та же ГРЭС за год выбрасывает в атмосферу около 43 тыс. т золы, 220 тыс. т S02, 36—40 тыс. т оксидов азота.

Тепловые электростанции, работающие на природном газе, экологически существенно чище угольных, мазутных и сланцевых.

В последние годы было обнаружено, что радиационное загрязнение вокруг тепловой станции, работающей на угле, в среднем в 100 раз выше фона естественной радиации. Это связано с тем, что обычный уголь всегда содержит микропримеси урана-238. тория-232 и радиоактивный изотоп углерода. При работе ТЭС эти радионуклиды вместе с золой и другими продуктами сгорания поступают в атмосферу, почву, водоемы.

Гидроэлектростанции.

Гидроэлектростанции (ГЭС) представляют собой наиболее простые устройства для получения электроэнергии. Энергоноситель — вода — поступает в турбину ГЭС из верхнего бьефа реки (водохранилища, созданного плотиной) и уходит в нижний бьеф. Себестоимость электроэнергии, вырабатываемой ГЭС, в среднем в четыре раза ниже, чем у тепловых электростанций, а ее самоокупаемость во столько же раз быстрее. Полные расчетные гидроресурсы рек планеты оцениваются в 1000 трлн. кВт/ч. Гидроресурсов, которые можно реализовать с помощью ГЭС, примерно в 30 раз меньше. По оценкам специалистов, даже при полном использовании потенциала всех рек планеты гидроэнергетика может обеспечить человечество электроэнергией не более чем на 25%.

На территории бывшего СССР находилось 12% мировых гидроресурсов. Использование этого потенциала составляло в среднем 20%, в том числе в европейской части — 39%, в Сибири — 20%, на Дальнем Востоке — менее 5%.

В промышленно развитых странах эффективность использования имеющихся гидроресурсов намного выше: в Канаде — около 50%, в Японии — 62%, в Швеции и Италии — 74%, во Франции и Швейцарии — более 90%, в США — около 44%.

Существенное отличие ГЭС от ТЭС и вместе с тем их огромное преимущество — высокая маневренность, т.е. возможность практически мгновенного автоматического запуска или отключения любого числа агрегатов. Это позволяет использовать мощные ГЭС в качестве «пиковых» электростанций, т.е. для обеспечения суточного графика нагрузки энергосистемы и компенсации потерь электроэнергии в сети при аварийном отключении мощностей ТЭС.

Если говорить о большой энергетике, то ГЭС можно разделить на две основные группы: построенные на крупных равнинных и горных реках. В обоих случаях требуется строительство плотин, создающих необходимый напор воды и запас сс в водохранилище для обеспечения равномерной работы ГЭС в течение года.

При с троительстве крупных ГЭС на равнинных реках возникает множество экологических проблем, связанных с нарушением естественной миграции рыб и их нерестилищ, с затоплением плодородных пойменных земель, с развитием в застойных речных водах сине-зеленых водорослей и т.д.

Особенно противоречивая ситуация сложилась на Волге, перегороженной целым каскадом плотин, в результате чего было затоплено 1,78 млн. га прекрасных пойменных земель и 0.7 млн. га лесов. Зарегулирование стока Волги помимо чисто энергетических решало и комплекс других народнохозяйственных задач, о чем зачастую умалчивается, когда речь идет об ущербе, нанесенном плотинами экологии Волжского бассейна. Плотины обеспечили задержание и аккумулирование в водохранилищах паводковых вод, сделали возможным судоходство на всей Волге, смягчили климат региона, позволили развивать орошаемое земледелие. До создания на Волге водохранилищ на обширных просторах Среднего и Нижнего Поволжья свирепствовали катастрофические суховеи («черная мгла»), ежегодно происходили опустошительные наводнения, уносящие 2/3 годового стока реки, а в летнюю жару надолго нарушалось водное сообщение, резко уменьшался объем водопотребления.

Сейчас воды великой русской реки врашают десятки турбин волжских ГЭС обшей мощностью более 11 млн. кВт. Река обеспечивает водой население Москвы и других приволжских городов — в общей сложности более 60 млн. человек.

В Волгу ежегодно попадает около 7 млрд. м3 загрязненных сточных вод, в том числе более 1 млрд. м3 без всякой очистки, около 400 тыс. т различных органических загрязнений, более 45 тыс. т нефтепродуктов, огромное количество азотных удобрений, стоков животноводческих комплексов и т.д. Предприятия только одного Волгограда ежегодно сбрасывают в реку более 230 млн. м3 хозяйственно-бытовых и промышленных стоков. Плюс к этому — более 700 тыс. т в год атмосферных выбросов загрязняющих веществ, большая часть которых с осадками также стекает в Волгу. В этом, видимо, и кроется одна из главных причин экологического бедствия на Волге (впрочем, как и на других зарегулированных реках).

В развитых странах, имеющих сходные с нашими природные условия, также сооружаются большие водохранилища, объем которых составляет значительную часть речного стока: в Канаде — 28%, в США — 41%, в России — 27%. Из 10 имеющихся в мире крупнейших по площади затопления водохранилищ только три находятся на территории нашей страны; на третьем и четвертом месте — Куйбышевское и Братское водохранилища, на шестом — Рыбинское.

Из 25 самых мощных в мире гидроэлектростанций 7 находятся в странах СНГ, а из 25 самых высоких плотин — 5. Круппейшая в нашей стране ГЭС — Саяно-Шушенская (мощностью 6,4 млн. кВт) — занимает 5-е место в мире. Братская ГЭС (4,5 млн. кВт) — 13-е. Наиболее крупная ГЭС находится в Венесуэле и имеет мощность 10,3 млн. кВт. В Бразилии завершается строительство ГЭС мощностью 13,32 млн. кВт.

Атомные электростанции.

В реакторе атомной электростанции (АЭС) тепловая энергия выделяется за счет высвобождения энергии связи нейтронов и протонов при делении ядер урана-235 под воздействием нейтронов. Если при химическом сжигании 1 г угля выделяется 7 ккал теплоты, то при «сжигании» 1 г ядерного топлива — 20 млн. ккал, т.е. почти в 3 • 106 раз больше. Для агрегата ТЭС мощностью 1 млн. кВт ежесуточно требуется около 10 тыс. т угля, а в течение трех лет — 300 тыс. вагонов угля. А для АЭС той же мощности за три года (продолжительность непрерывной работы реактора АЭС без смены «горючего») потребуется всего 80 т ядерного топлива (2 вагона). Вследствие этого установка АЭС возможна в любом месте, где имеется достаточно много воды для охлаждения реактора, где нет серьезной сейсмической опасности, отсутствует осаждение грунта и нет угрозы разрушения здания АЭС в результате каких-либо внешних причин.

Типичная АЭС мощностью 1 млн. кВт за год подготавливает для захоронения не более 2 м3 радиоактивных отходов. Общее количество отходов, образуемых на всех АЭС бывшего СССР, составляло ежегодно всего около 30 т.

Гораздо большую проблему представляет захоронение различных радиоактивных веществ, накопившихся в ходе многолетней наработки плутония для ядерного оружия. Этих отходов в сотни раз больше, чем при производстве ядерного топлива для всех АЭС.

К концу 1989 г. в мире в эксплуатации находилось уже 434 ядерных энергоблоков, суммарная установленная мощность АЭС возросла на 7 млн. кВт. На территории бывшего СССР в начале 1990 г. эксплуатировалось 46 энергоблоков обшей мощностью около 37 млн. кВт. В конце января 1991 г. приостановлены, законсервированы или перепрофилированы пусковые стройки Ростовской, Крымской, Татарской, Башкирской АЭС, а также отдельные энергоблоки на Смоленской, Хмельницкой, Запорожской, Калининской и других АЭС. Прекращено проектирование и строительство 60 АЭС общей мощностью 160 млн. кВт.

Такая ситуация возникла в результате кардинального изменения общественного мнения в отношении атомной энергетики после аварии на Чернобыльской АЭС. После взрыва, выбросившего в атмосферу огромное количество ядерного топлива, ценная реакция деления ядер в реакторе прекратилась — реактор у тратил «критичность», однако температура в нем оставалась высокой еще долгое время за счет радиоактивных превращений. В течение месяца в атмосферу продолжали выделяться летучие радиоактивные нуклиды инертных газов, йода-131, теллура, цезия и др.

В результате аварии на Чернобыльской АЭС пострадали согни тысяч людей (особенно дети) не только вблизи Чернобыля, но и далеко за его пределами — на Украине, в Белоруссии, в России. Образовались радиоактивные «следы» и «пятна» — места выпадения радиоактивного дождя. Выпадение радионуклидов обнаружено также на территории Австрии, ФРГ, Италии, Норвегии, Швеции, Польши, Румынии, Финляндии.

Авария на ЧАЭС стимулировала проведение комплексных научно-исследовательских и конструкторских работ по созданию новых поколений АЭС с предельно достижимой безопасностью. Атомная энергетика уже располагает проектами установок, способных к самоподавлению процессов, ведущих к тяжелым авариям, причем практически независимо от действий персонала. После Чернобыля специалистам во всем мире стало ясно, что только тесные контакты друг с другом и своевременное информирование общественности о всех нововведениях могут гарантировать дальнейшее бесконфликтное развитие атомной энергетики. В октябре 1989 г. Генеральная Ассамблея ООН призвала все государства стремиться к эффективному и гармоничному сотрудничеству «в использовании ядерной энергетики и применении необходимых мер в целях дальнейшего повышения безопасности ядерных установок».

Чернобыльская трагедия заставила пересмотреть и принципы размещения АЭС. В этом вопросе необходимо учитывать множество факторов: потребность региона в электроэнергии, природные условия, наличие достаточного количества воды, плотность населения, вероятность возникновения землетрясений, наводнений, характеристику верхних и нижних слоев грунта, грунтовых вод и т.д.

Нетрадиционные источники получения электрической энергии.Наряду с традиционными источниками электроэнергии в мире ведется поиск иных путей удовлетворения все возрастающих энергетических потребностей человечества. Это использование энергии Солнца, тепла Земли, энергии ветра, энергии приливов-отливов, энергии термоядерного синтеза.

Утилизация солнечной энергии.

Полная мощность излучения Солнца выражается астрономической цифрой — 4 • 1014 млрд. кВт. На каждый квадратный метр суши приходится в среднем около 0,16 кВт. Для всей же поверхности Земли количество падающей солнечной энергии составляет 105 млрд. кВт, что в 20 гыс. раз превышает производство всех известных видов энергии. Достаточно сказать, что все энергетические потребности стран СНГ соответствуют солнечной энергии, падающей в пустыне Каракумы на квадрат с длиной стороны 67 км.

Таких «квадратов» только в этой пустыне — несколько сотен. Весь вопрос в том, как преобразовать энергию падающего излучения Солнца в доступную для практического использования электрическую энергию. Успехи здесь уже есть. В настоящее время энергия солнечного излучения может широко использоваться для получения в основном низкопотенциальной тепловой энергии (до 100 °С) для нужд коммунального и сельского хозяйства и частично промышленности. Это различного рода водо- и воздухонагреватели, теплицы, сушилки, опреснители воды и т.д.

Иначе обстоит дело с использованием энергии Солнца для прямого или косвенного получения электроэнергии.

Создание солнечных электростанций (СЭС) с получением водяного пара за счет нагревания парового котла оказалось экономически нерентабельным, так как затраты на получение электроэнергии на СЭС примерно в 70 раз превышают затраты ТЭС, работающей на угле. Имеются проекты создания крупных СЭС мощностью 200—300 МВт. Однако, несмотря на все усовершенствования, расчетные затраты на этих станциях во много раз превышают затраты на ТЭС традиционного типа.

До недавнего времени считалось, что при использовании энергии солнечного излучения будущее за электростанциями на полупроводниковых фотоэлектрических преобразователях (ФЭП). Стоимость существующих установок с ФЭП мощностью до десятков киловатт намного дороже паровых СЭС, не говоря уже о традиционных источниках энергии. Пока что область применения ФЭП — малые автономные установки, используемые в местах, куда сложно доставить топливо, а также в космических аппаратах.

В 60-х гг. группой английских и американских ученых был предложен проект создания мощных космических солнечных электростанций. Предлагалось запустить на высоту 36 тыс. км над экватором со скоростью вращения Земли 60 спутников с панелями полупроводниковых фотоэлементов, каждая — площадью 160 км2 и массой 50 тыс. т. Получаемая энергия после преобразования в СВЧ должна была передаваться на Землю и там преобразовываться в электрическую. Поначалу казалось, что проект вполне осуществим. Однако огромная масса гелиостанции (300 тыс. т) поставила серьезную техническую проблему по доставке грузов на орбиту. Кроме того, опасность представляет поток микроволновой энергии огромной мощности. Он ионизирует воздух, убивая все живое, распространяет радиопомехи и т.д. Расчеты показали, что суммарные потери на двойное преобразование энергии и потери на ее передачу из космоса сводят на нет выигрыш от размещения подобной СЭС в космосе по сравнению с расположением ее на поверхности Земли. Поэтому более перспективны наземные солнечные электростанции.

Термоядерная энергетика.

Большие надежды возлагаются на управляемую термоядерную реакцию синтеза легких ядер, в частности изотопов водорода (D— дейтерия, Т — трития). Для реакции синтеза необходима огромная температура — порядка нескольких сотен миллионов градусов. В результате реакции термоядерного синтеза выделяется колоссальное количество энергии: в реакции D4-D— 3,3 млн. эВ, в реакции D4-T— 17,6 млн. эВ. Наиболее заманчиво осуществить синтез ядер только дейтерия, содержащегося в обычной воде в количестве 1/350 от массы водорода или 1/6300 от массы воды. Подсчитано, что 1 л воды по теплотворной способности эквивалентен 300 л бензина, а 1 г дейтерия выделяет в термоядерной реакции теплоту, эквивалентную сжиганию 10 т угля. Энергия, соответствующая сжиганию ежегодно добываемых в мире горючих ископаемых, содержится в кубе воды со стороной всего 160 м.

При овладении энергией ядерного синтеза человечество получило бы доступ к практически неисчерпаемому источнику энергии, безопасному с точки зрения радиоактивного загрязнения окружающей среды, поскольку конечный продукт реакции синтеза дейтерия — гелий безвреден.

Над решением проблемы термоядерного синтеза интенсивно работают физики ряда стран. В 1988 г. было решено объединить усилия по осуществлению проекта международного экспериментального реактора ИТЭР. Предполагается, что экспериментальная эксплуатация ИТЭР сможет начаться в 2003 г.

Энергия ветра.

Около 20% поступающего на Землю солнечного излучения превращается в энергию ветра, которую можно использовать практически во всех районах земного шара. Использование ветра для создания ветровых электрических станций (ВЭС) затрудняется его непостоянством. Сейчас выпускаются промышленные ветроустановки мощностью 4—6 кВт, предназначенные для сельскохозяйственных ферм. За рубежом выпускаются ВЭС мощностью 100 кВт.

В Великобритании принято решение о строительстве в ближайшие годы «ветровых парков» площадью 3—4 км2. В каждом из них будет действовать по 25 ветротурбин суммарной мощностью 8 МВт. В перспективе планируется создание гигантских «ветропарков» площадью 500 км2, состоящих из нескольких сотен энергоустановок.

В Швеции планируется строительство 4000 ВЭС (по 3 МВт каждая), которые обеспечат 20% потребности Швеции в электроэнергии. Большая часть их будет установлена в прибрежных водах на расстоянии 3—5 км от берега. В США к концу 1989 г. насчитывалось 14 тыс. ВЭС общей мощностью 1,4 млн. кВт, а в Дании действовало 2400 ВЭС с суммарной мощностью 253 МВт. Во всем мире интерес к ВЭС растет, несмотря на то что при больших масштабах производства энергии на мощных ветрогенераторах требуются большие территории, возникают радиопомехи и сильный шум, поскольку концы лопастей рассекают воздух со сверхзвуковой скоростью.

Энергии приливов.

Приливы-отливы наблюдаются в океанах и морях дважды в сутки, причем характер прилива зависит от географической широты местности, глубины моря и крутизны береговой линии. Величина перепада высот при приливе часто превышает 10 м.

Первая приливная электростанция (ПЭС) мощностью 240 МВт была построена во Франции в 1967 г. в месте впадения реки Роны в Ла-Манш. Устье реки было перегорожено дамбой длиной 700 м, в теле дамбы установлены «обратимые» гидроагрегаты, вращающиеся в одну сторону при приливе и в обратную — при отливе.

Стоимость сооружения ПЭС на Роне в 2,5 раза превысила стоимость обычной речной ГЭС такой же мощности. Вблизи Мурманска в 1986 г. построена опытно-промышленная ПЭС мощностью 800 кВт.

В Великобритании обсуждается проект сооружения ПЭС в открытом море. Выявлены участки мелководного моря со стабильным приливом высотой 6 м, на котором планируется строительство невысоких дамб в 10 км от берега. В этих дамбах будут установлены шлюзы и обратимые гидроагрегаты, способные использовать до 45% энергии приливов и отливов. По расчетам, на восьми таких участках можно получать 25% электроэнергии, требуемой в настоящее время стране. При этом отпадает необходимость в сооружении громоздких судоходных шлюзов и затоплении приморских равнин. На вынесенных в море дамбах можно дополнительно построить и ветровые электростанции. Стоимость производимой на такой ПЭС энергии сравнима со стоимостью, получаемой на АЭС.

Геотермальная энергия.

Геотермальная энергия — это энергия, содержащаяся в подземной горячей воде и водяном паре. Запасы термальных вод на территории бывшего СССР оценивались примерно в 200 млн. т условного топлива в год. В настоящее время ежегодно добывается 60 млн. м3 термальной воды, что эквивалентно 500 тыс. т условного топлива.
На юге Камчатки в 1966 г. в долине р. Паужетки пущена первая в стране геотермальная тепловая электростанция (ГеоТЭС) мощностью 11 тыс. кВт. В отдаленных районах себестоимость электроэнергии на ГеоТЭС в несколько раз ниже, чем на дизельных электростанциях с привозным топливом. ГеоТЭС построены также в Италии, Новой Зеландии, США (долина Больших Гейзеров в Калифорнии), в Исландии.

В общей сложности сегодня ГеоТЭС вырабатывают около 0,1 % суммарной мощности электростанций мира. В будущем этот вклад может быть более высоким, поскольку запасы геотермальных ресурсов очень велики. Однако сравнительно недавно обнаружилось, что геотермальные электростанции, работающие на подземном паре и горячей воде, гораздо более радиоактивны, чем тепловые станции на угле, в основном за счет радиоактивного радона и продуктов его распада. Установлено, что из всех естественных источников радиации радон является наиболее опасным. Он ответствен за 3/4 годовой индивидуальной эффективной дозы облучения, получаемой населением от земных источников радиации, и примерно за 1/2 дозы всех естественных источников радиаци.

Другие нетрадиционные источники.

В поисках альтернативных экологически чистых источников электроэнергии ведутся исследования по использованию для этой цели энергии волн. Волновые электростанции могут быть построены как па берегу, так и непосредственно в море. Трудности в эксплуатации волновых станций связаны с непостоянством размеров и скорости движения волн, а также с обеспечением устойчивой эксплуатации в условиях штормовой погоды.

Из других нетрадиционных источников энергии в последнее время все большее внимание уделяется так называемым биогазовым установкам, в которых в процессе анаэробного сбраживания остатков сельскохозяйственного производства, избыточной массы активного ила и других органических отходов получается горючий газ (главным образом метан). Такие установки успешно эксплуатируются в США, во многих странах Западной Европы и других континентов. Так, в Индии в 1985 г. их насчитывалось более 400 тыс., в Китае в 1986 г. эксплуатировалось 25 млн. печей и водонагревателей на биогазе.

И конечно же ключевой проблемой является энергосбережение. Например, значительную экономию энергии дало бы применение газовых турбин в доменном производстве. Каждая турбина могла бы экономить 11 тыс. т условного топлива в год. Наибольшие потери энергии характерны для крупнотоннажной металлургической промышленности.

И все же рассчитывать всерьез на то, что нетрадиционные источники энергии могут в скором времени заменить ныне действующие, не приходится. По прогнозам специалистов, переход на альтернативные источники энергии произойдет не ранее чем через 30—50 лет. А пока задача заключается в том, чтобы максимально снизить ущерб окружающей среде при использовании традиционных способов получения электроэнергии.

Оценки уровня радиации

Теоретический аспект. После открытия в начале XX в. радиоактивности человечество шагнуло далеко вперед в своем движении по изучению данного явления. К сожалению, вначале это изучение коснулось только создания ядерного оружия огромной разрушительной силы и лишь позже — использования этой силы в мирных целях. Стали соз¬даваться атомные электростанции, двигатели на ядерном топливе, приборы с радиоизотопами дня проверки качества сварных швов в магистральных нефте- и газопроводах, для медицинской диагностики, лечения некоторых онкологических заболеваний и т.д.

После аварий на АЭС (особенно на Чернобыльской), на атомных подводных лодках, в научных центрах люди стали понимать, перед лицом какой грозной опасности они находятся. Этот враг невидим, но разрушает все живое с неумолимой силой. Имя его — радиация.

Суть метода. Создан ряд приборов, с помощью которых можно достаточно быстро определить: в опасной зоне находится человек или нет, загрязнены ли продукты радионуклидами?
Принцип работы этих приборов основан на том, что чувствительные элементы улавливают радиоактивное излу¬чение и на световом индикаторе показывают его величину.
Ход работы.

1. Взять любой прибор для измерения радиации. Тщательно изучить инструкцию по его использованию.

2. Измерить уровни радиации в классе, в коридоре, на школьном дворе.

3. Сделать вывод о радиоактивной обстановке в вашей школе и местности, где вы проживаете.

Если уровень радиации от 14—20 мР/ч (миллирентген/час), то эта величина в пределах естественного фона. Если уровень радиации повышен, надо соблюдать меры предосторожности: не употреблять немытые фрукты и овощи, соблюдать личную гигиену. Можно уменьшить со¬держание радионуклидов в продуктах питания. Известно, что 53—70% таких радиоактивных элементов, как цезий и стронций, при варке рыбы и мяса переходят в бульон, по¬этому его обязательно нужно вылить. Доказано, что если проварить мясо в течение первых 10 мин, то в бульон перейдет 50—60% стронция. Этот бульон сливают, а мясо продолжают варить в новом бульоне — потеря питательных веществ будет минимальной, а продукт станет безвредным. Можно обезвредить мясо, удалив 81% цезия-134, и без варки. Для этого мясо вымачивают в проточной воде в течение 12 ч. Удаление из продуктов 99,3% изотопов цезия-137 и цезия-134 достигается вымачиванием в 4%-м растворе поваренной соли или в 3%-м растворе уксусной кислоты при 4—5 °С со сменой рассола через каждые 6 часов в течение 18 ч.

ТЭС, ГЭС, АЭС, СЭС, ГеоТЭС, альтернативные источники энергии, биогаз.

1. Назовите достоинства и недостатки различных
   способов получения энергии.

2. Каковы основные современные тенденции развития мировой энергетики?

3. Какие способы экономии энергии вам известны?

4. Определите перспективы развития нетрадиционных способов получения энергии.

5. В чем суть радиоактивного воздействия на живые организмы?

6. Назовите бытовые способы устранения отрицательного воздействия радиации на человека.

Влияние электроэнергетики на окружающую среду

Библиографическое описание:

Щелкунова, А. Ю. Влияние электроэнергетики на окружающую среду / А. Ю. Щелкунова, Е. А. Кожеватова, В. В. Ермолаева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 3 (293). — С. 74-77. — URL: https://moluch.ru/archive/293/66327/ (дата обращения: 23.04.2021).



В данной статье рассмотрены проблемы в окружающей среде, которые вызваны производством электроэнергии и работой электростанций.

Ключевые слова: электроэнергетика, электростанция, окружающая среда, альтернативный источник энергии, электричество.

Современный мир невозможно представить без электричества. Электроэнергетика занимает значимое место в экономике любой страны, что объясняется такими преимуществами как: относительная простота передачи на большие расстояния, распределение между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (химическую, механическую, световую, тепловую и др.). Отличительной чертой электроэнергии является едино временность ее генерирования и потребления.

Всемирное производство электроэнергии за период с 90-х годов 19 века по 21 век увеличилось примерно в две тысячи раз, и с ежегодно это увеличение растет. Основная часть выработки электроэнергии (примерно 50 % — 55 %) приходится на развитые страны, но в последние время увеличение производства электричества в развивающихся странах с каждым годом растет быстрее, чем в развитых. В России в 2010 году было произведено около миллиона ГВт*ч.

Наиболее распространенными типами электростанций являются: ТЭС, ГЭС и АЭС. Большую часть электроэнергии вырабатывают тепловые электростанции. На них приходятся около 2/3 от общего количества. В некоторых странах доля электроэнергии, получаемая на ТЭС, превышает 80 %. ТЭС работают на угле, нефтепродуктах и газе.

На гидроэлектростанции приходится около 16 % от всех электростанций. Около 14 стран вырабатывают большую часть электроэнергии на ГЭС.3 газа.

Без сомнения, по сравнению с электростанциями, работающими на органическом топливе, электростанции, использующие гидроресурсы, являются более чистыми с экологической точки зрения: нет выбросов золы, оксидов серы и азота в атмосфере. Это важно, потому что гидроэлектростанции довольно распространены и занимают второе место после тепловых электростанций с точки зрения производства электроэнергии. Но создание гидроэлектростанции связано с затоплением земельных ресурсов.

Иллюзия о безопасности атомной энергетики была разрушена после ряда серьезных аварий в Великобритании, США и СССР, апофеозом которых стала катастрофа на Чернобыльской АЭС. В эпицентре аварии уровень загрязнения был настолько высок, что население нескольких районов пришлось эвакуировать, а почвы, поверхностные воды, растительный покров оказались радиоактивно зараженными на многие десятилетия. Всё это обострило понимание того, что мирный атом требует особого подхода.

Однако опасность атомной энергетики лежит не только в сфере аварий и катастроф. Даже когда АЭС работает нормально, она обязательно выбрасывает изрядное количество радиоактивных изотопов (углерод-14, криптон-85, стронций-90, йод-129 и 131).

А ведь современный мир не может похвастаться хорошей экологией. Во всем мире люди пытаются улучшить нашу среду обитания путем исправления и предотвращения загрязнения воздуха, воды и земли. Что же для этого можно предпринять в сфере электроэнергетики?

Во-первых, стараться развивать альтернативную электроэнергетику. Основным направлением альтернативной энергетики является поиск и использование нетрадиционных источников энергии. Альтернативный источник энергии является возобновляемым ресурсом, он заменяет собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле, которые при сгорании выделяют в атмосферу углекислый газ, способствующий росту парникового эффекта и глобальному потеплению.

Виды альтернативной энергетики: солнечная энергетика, ветроэнергетика, биомассовая энергетика, волновая энергетика, градиент-температурная энергетика, эффект запоминания формы, приливная энергетика, геотермальная энергия.

Но альтернативная энергетика имеет значительные минусы, которые сильно затруднят полный переход на данный вид энергии. Она не подходит для промышленного производства. Энергия, получаемая из природных источников, нуждается в «страховочном» дублировании другими типами электростанций. Это связано с тем, что ее производство зависит от времени суток, погодных условий и прочих факторов. Именно поэтому, в большинстве стран альтернативная энергетика способна выполнять только функцию дополнительного источника, но заменить собой традиционную энергию она пока что не может.

Во-вторых, можно уменьшать потери энергии. Ведь чем меньше потери, тем меньше энергии нужно производить, а значит выбросов будет меньше. Примерная структура потерь: наибольшие расходы связаны с передачей по воздушным линиям (ЛЭП), это составляет около 64 % от общего числа потерь. На втором месте эффект коронированния (ионизация воздуха рядом с проводами ВЛ и, как следствие, возникновение разрядных токов между ними) — 17 %.

В-третьих, нужно сделать упор на энергосбережение. Обыкновенное выключение ненужных приборов снижает потребление энергии. Еще сыграет роль покупка только тех вещей, которые используются. Ведь очень много вещей покупается, но оказываются ненужными. А это как лишнее использование энергии и ресурсов, так и огромное количество отходов в итоге.

Литература:

1. Гриценко В. С., Морозов В. Л.. Безопасность жизнедеятельности. Учебное пособие. — М.: Московский государственный университет экономики, статистики и информатики., 2002. — 100 с.
2. Чжан Дон, Ли Бинян,Чжао Циньтонг, Ли Цзиньпин. Анализ тепловых характеристик и энергетических характеристик системы комплементарных тепловых насосов многократных возобновляемых источников энергии // ScienceDirect. — 2020. — № Том 196. — С. 287–294.
3. Альтернативная энергетика // Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ %D0 %90 %D0 %BB %D1 %8C %D1 %82 %D0 %B5 %D1 %80 %D0 %BD %D0 %B0 %D1 %82 %D0 %B8 %D0 %B2 %D0 %BD %D0 %B0 %D1 %8F_ %D1 %8D %D0 %BD %D0 %B5 %D1 %80 %D0 %B3 %D0 %B5 %D1 %82 %D0 %B8 %D0 %BA %D0 %B0 (дата обращения: 29.12.2019).

Основные термины (генерируются автоматически): альтернативная энергетика, окружающая среда, альтернативный источник энергии, атомная энергетика, вид энергии, Китай, современный мир, часть электроэнергии, электростанция.

Электроэнергетика

В настоящее время основная доля электроэнергии производится за счет сжигания угля, нефти, газа, горючих сланцев, торфа, а также использования энергии рек. Любой из этих и других современных способов производства и использования энергии связан с определенными отрицательными воздействиями на окружающую среду.

Ежегодно в РФ вырабатывается около 900 млрд. кВт ч электроэнергии.

Тепловые электрические станции загрязняют воздушный бассейн продуктами сгорания, вызывают тепловое загрязнение атмосферы, загрязнение водных объектов сточными водами. Гидроэлектростанции нарушают жизнедеятельность водных экологических систем. Высоковольтные линии вызывают электромагнитное влияние, Атомные электростанции могут быть источником радиоактивных загрязнений, данные процессы сопровождаются частичным изъятием территорий из использования.

Наибольшему воздействию энергетической промышленности подвергаются воздушный бассейн и поверхностные воды. Заметное влияние на окружающую среду оказывает гидростроительство.
Создаваемые водохранилища электростанции регулируют речной сток, снижают опасность наводнений и эрозии почв, улучшают судоходность рек, обеспечивают снабжение водой сельскохозяйственных угодий и служат другим целям.

Однако запруживание рек и строительство водохранилищ нередко приводят к отрицательным последствиям. Водохранилища, особенно крупные, оказывают существенное влияние на изменение микроклимата регионов, в которых они расположены. При создании крупных водохранилищ происходит затопление плодородных земель и поселений. Гидросооружения влияют на уровень грунтовых вод, нередко вызывают засоление или заболачивание почв и снижение их продуктивности.
Затопление водохранилищами наземной растительности сопровождается ее разложением, приводит к непригодности водоемов для жизни.

В энергетике основными источниками загрязнения являются тепловые электростанции, производство энергии на которых сопровождается в первую очередь загрязнением атмосферного воздуха. Особое внимание уделяется воздействию на природную среду предприятий атомной энергетики. Источником потенциальной опасности является весь процесс ядерного топливного цикла — от добычи делящегося материала до переработки отработанного топлива. В последние годы производственная деятельность АЭС не оказала заметного влияния на экологическую ситуацию в районах их размещения. В настоящее время полностью исключить промышленные выбросы и окружающую среду невозможно. Определенная доля выбросов в атмосферу является объективно обусловленной современным этапом развития технологии энергетического производства. Энергетика — наиболее крупная отрасль по объему выбросов в атмосферу (26,6 % общего количества выбросов всей промыт ценности России).

Характерными выбросами энергетического комплекса являются сернистый газ (S()2), оксид углерода (СО2), оксиды азота (NO и NO2), сажа, а также наиболее токсичные ингредиенты — оксид ванадия (V2Os) и бенз(а)перен.

Основными источниками образования летучих выбросов в энергетике являются установки обогащения и брикетирования угля, углеразмольные агрегаты, энергетические и теплофикационные котельные установки. Ежегодно объем выбросов вредных веществ в атмосферный воздух энергетическими предприятиями РФ составляет около 6,0 млн. т.

Энергетика потребляет огромное количество свежей воды, 99 % которой используется на производство электрической и тепловой энергии. Ежегодно используется около 30 млрд. м воды, 65-70% экономится за счет использования оборотного водоснабжения. Большая часть воды расходуется на охлаждение различных агрегатов, поэтому тепловые электростанции являются источниками теплового загрязнения. Другим крупным потребителем воды, загрязняющим водоемы и подземные воды, является система гидроудаления золы на ТЭЦ, использующих твердое топливо — угли, сланцы, торф.

Со сточными водами в водные объекты сбрасываются следующие загрязнители: взвешенные вещества, нефтепродукты, хлориды, сульфаты, соли тяжелых металлов.

Ежегодно 53 предприятия атомной энергетики СНГ сбрасывают загрязненные воды в Мировой океан.
В водные объекты предприятиями атомной энергетики сбрасываются около 30 тыс. Ки радионуклидов, из которых 99 % имеют период полураспада от нескольких часов до одних суток. Сбрасываемые радиоактивные изотопы достаточно быстро распадаются и практически не прослеживаются в количествах, превышающих допустимые концентрации в водоемах. В последнее время на 34 предприятиях атомной энергетики в результате проведенной инвентаризации выявлено 257 мест хранения и поверхностного захоронения радиоактивных отходов. В них сосредоточено свыше 405 млн. м3 жидких и около 300 млн. т твердых отходов. Суммарная активность этих отходов превышает 1000 млн. Ки. Кроме того, в глубоких геологических формациях сосредоточено свыше 1,05 млрд. Ки жидких отходов.

Если вы любите смотреть видео, рецензия на сериал «Клиника» поможет понять о чём сериал.

Урок 12. традиционная и альтернативная энергетика. экологически безопасные источники получения электроэнергии — Экология — 11 класс

Экологические проблемы электроэнергетики и пути их решения

Традиционная и альтернативная энергетика. Экологически безопасные источники получения электроэнергии

Необходимо запомнить

ВАЖНО!

Энергоснабжение охватывает все сферы нашей жизни. Главным источником энергии на нашей планете является Солнце. Человек использует тепло и свет, исходящие от Солнца, а также накопленную в течение миллионов лет энергию фотосинтеза в виде полезных ископаемых – исчерпаемых природных ресурсов: угля, нефти и газа. Наибольшее количество электроэнергии в России вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС), где энергию получают путём сжигания природного газа, угля, торфа или мазута. Сжигание топлива – не только основной источник энергии, но и источник выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (углекисный газ, двуокись серы, оксиды азота, пылевые частицы).

Гидроэнергетика также получила достаточно широкое распространение. Одно из важнейших её воздействий на окружающую среду связано с отчуждением значительных площадей плодородных земель под строительство водохранилищ.

Атомная энергетика стала развиваться относительно недавно и рассматривается как наиболее перспективная. 0,5 кг ядерного топлива позволяет получать столько же энергии, сколько сжигание 1000 тонн каменного угля. Экологические проблемы этой отрасли энергетики связаны с захоронением отработанного ядерного топлива, ликвидацией самих АЭС после окончания сроков эксплуатации и опасностью радиационного заражения в случае аварийных ситуаций.

Однако, при постоянно возрастающих потребностях современной цивилизации все традиционные источники энергии, возможно, будут исчерпаны. На современном этапе развития, человечество старается найти новые, экологически чистые и восполняемые источники энергии. Эти способы получения, передачи и использования энергии получили название альтернативных. К ним относят солнечную, геотермальную и ветровую энергию, а также энергию биомассы и океана. Наиболее прогрессивная технология – сочетание в одном устройстве генераторов двух видов энергетических установок, например, ветрогенератора и солнечных батарей. Развитие альтернативной энергетики ведётся и в России. Например, функционируют геотермальные электростанции (Камчатка), на Крымском полуострове широко применяется получение электроэнергии с помощью солнечных батарей, возведено несколько сотен ветроэлектростанций, запланированы к строительству приливно-отливные электростанции.

Традиционные способы получения электроэнергии

16 февраля в 12:00 ЭПР проведет онлайн – дискуссию на тему «Климатический трек в электроэнергетике»

16 февраля 2021 года в 12:00 МСК редакция газеты «Энергетика и промышленность России» (ЭПР) проведет онлайн – дискуссию на тему «Климатический трек в электроэнергетике: сценарии реализации низкоуглеродной стратегии».

Основной целью дискуссии является обсуждение стратегий и рисков, которые стоят перед отечественной энергетикой в рамках реализации государственной политики в области климата и «Стратегии долгосрочного развития РФ с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года».

Экологическая повестка в настоящее время настойчиво проникает во все сферы экономики и политики. ЕС призывает к глобальному поэтапному отказу от экологически вредных субсидий на ископаемое топливо, подчеркивая необходимость инноваций и развития на основе трансформации в направлении технологической нейтральности.

Амбициозные планы снижения углеродного выброса и достижения к определенному сроку климатической нейтральности в соответствии с долгосрочными целями Парижского соглашения вызывают риски по препятствованию любых инвестиций в проекты энергетической инфраструктуры на основе ископаемых топлив со стороны наших партнеров.

Какую позицию занимает Россия в данных условиях, что предлагает мировой повестке российская сторона в ситуации меняющейся энергетической стратегии и глобального энергоперехода – эти и другие проблемы будем обсуждать на встрече.

Мероприятие состоится в рамках Российского Международного энергетического форума (РМЭФ) – 2021 и будет транслироваться и храниться в открытом доступе в группе газеты на Facebook.

Участие бесплатно, необходима регистрация по ссылке https://expoconf.online/climate-track

На мероприятия выступят участники со следующими темами докладов:

— Екатерина Кваша, директор «Национальный центр энергоэффективности» Министерства экономического развития РФ — «Реализация государственной политики в области климата и снижения углеродоемкости»;

— Рашид Исмаилов, председатель Российского экологического общества — «Задачи государства и общественных организаций в формировании устойчивой системы стимулов по достижению целей устойчивого развития»;

— Георгий Кутовой, член комитета ТПП по энергетической стратегии и развитию ТЭК;

— Алексей Жихарев, директор по электроэнергетике VYGON Consulting — «Вызовы и возможности для России при введении трансграничного углеродного налога»;

— Альфред Ягафаров, заместитель управляющего директора по сбыту электроэнергии и мощности ПАО «ТГК-1»;

— Михаил Булыгин, директор по работе на рынке электроэнергии ООО «Газпром энергохолдинг» — «Развитие рынка зеленой энергии»;

— Дмитрий Боровиков, вице-президент по стратегии, управлению производственным портфелем и трейдингом ПАО « Фортум» — «Эффективные принципы климатической политики для РФ».

#энергетика

#новости_энергетики

Об электроэнергетической системе США и ее влиянии на окружающую среду | Энергия и окружающая среда

Электроэнергетическая система США

Сегодняшняя электроэнергетическая система США представляет собой сложную сеть из электростанций, линий передачи и распределения, а также конечных потребителей электроэнергии. Сегодня большинство американцев получают электроэнергию от централизованных электростанций, которые используют широкий спектр энергоресурсов для производства электроэнергии, например уголь, природный газ, ядерную энергию или возобновляемые ресурсы, такие как вода, ветер или солнечная энергия.Эту сложную систему генерации, доставки и конечных пользователей часто называют электросетью .

Используйте схему ниже, чтобы узнать больше об электросети. Щелкните каждый компонент, чтобы получить обзор со ссылками на более подробную информацию.

Посмотреть текстовую версию этой схемы ►

Начало страницы

Источник: Управление энергетической информации США, Обозреватель данных по электроэнергии. Доступ к этим данным был осуществлен в декабре 2017 года.Как и где вырабатывается электроэнергия

Электроэнергия в Соединенных Штатах вырабатывается с использованием различных ресурсов. Три наиболее распространенных — это природный газ, уголь и атомная энергия. Одними из наиболее быстрорастущих источников являются возобновляемые ресурсы, такие как ветер и солнце. Большая часть электроэнергии в США вырабатывается на централизованных электростанциях. Гораздо меньшее, но растущее количество электроэнергии производится за счет распределенной генерации — различных технологий, которые генерируют электроэнергию там, где она будет использоваться или поблизости от нее, таких как солнечные панели на месте и комбинированное производство тепла и электроэнергии. Узнайте больше о централизованной и распределенной генерации.

Начало страницы

Подача и использование электроэнергии

Когда электричество вырабатывается на централизованной электростанции, оно проходит через серию взаимосвязанных высоковольтных линий электропередачи. Подстанции «понижают» мощность высокого напряжения до более низкого напряжения, отправляя электроэнергию более низкого напряжения потребителям через сеть распределительных линий. Узнать больше о доставке электроэнергии.

На бытовых, коммерческих и промышленных потребителей приходится примерно треть потребляемой в стране электроэнергии. На транспортный сектор приходится небольшая часть потребления электроэнергии. Узнайте больше о конечных потребителях электроэнергии.

Источник: Управление энергетической информации США, Обозреватель данных по электроэнергии. Доступ к этим данным был получен в декабре 2017 г. Как сеть соответствует выработке и спросу

Количество электроэнергии, используемой в домах и на предприятиях, зависит от дня, времени и погоды.По большей части электричество должно вырабатываться в то время, когда оно используется. Электроэнергетические компании и операторы сетей должны работать вместе, чтобы производить необходимое количество электроэнергии для удовлетворения спроса. Когда спрос увеличивается, операторы могут отреагировать увеличением производства на уже работающих электростанциях, вырабатывая электроэнергию на электростанциях, которые уже работают на низком уровне или в режиме ожидания, импортируют электроэнергию из удаленных источников или обращаются к конечным пользователям, которые согласились потребляют меньше электроэнергии из сети.

Начало страницы

Воздействие энергосистемы на окружающую среду

Практически все части электроэнергетической системы могут влиять на окружающую среду, и размер этих воздействий будет зависеть от того, как и где электроэнергия генерируется и доставляется. В общем, воздействие на окружающую среду может включать:

• Выбросы парниковых газов и других загрязнителей воздуха, особенно при сжигании топлива.
• Использование водных ресурсов для производства пара, охлаждения и других функций.
• Сбросы загрязняющих веществ в водные объекты, в том числе теплового загрязнения (вода, температура которой превышает исходную температуру водоема).
• Образование твердых отходов, которые могут включать опасные отходы.
• Использование земель для производства топлива, выработки электроэнергии, а также линий передачи и распределения.
• Воздействие на растения, животных и экосистемы в результате воздействия на воздух, воду, отходы и землю, указанные выше.

Некоторые из этих воздействий на окружающую среду могут также потенциально повлиять на здоровье человека, особенно если они приводят к тому, что люди подвергаются воздействию загрязнителей в воздухе, воде или почве.

Начало страницы

Влияние используемой вами электроэнергии на окружающую среду будет зависеть от источников генерации («структуры электроэнергии»), имеющихся в вашем районе. Чтобы узнать о выбросах, связанных с потребляемой вами электроэнергией, посетите Power Profiler EPA.

Вы можете уменьшить воздействие на окружающую среду от использования электроэнергии, покупая экологически чистую энергию и повышая энергоэффективность. Узнайте больше о том, как уменьшить свое влияние.

В более широком смысле, несколько решений могут помочь снизить негативное воздействие на окружающую среду, связанное с производством электроэнергии, в том числе:

• Энергоэффективность. Конечные пользователи могут удовлетворить некоторые свои потребности, приняв энергоэффективные технологии и методы. В этом отношении энергоэффективность — это ресурс, который снижает потребность в выработке электроэнергии. Узнайте больше об энергоэффективности.
• Чистая централизованная генерация. Новые и существующие электростанции могут снизить воздействие на окружающую среду за счет повышения эффективности производства, установки средств контроля за загрязнением и использования более чистых источников энергии. Узнайте больше о централизованной генерации.
• Чистая распределенная генерация. Некоторая распределенная генерация, такая как распределенная возобновляемая энергия, может помочь обеспечить доставку чистой и надежной энергии потребителям и снизить потери электроэнергии на линиях передачи и распределения. Узнать больше о распределенной генерации.
• Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ). Также известная как когенерация, ТЭЦ вырабатывает электроэнергию и тепло одновременно из одного источника топлива. Благодаря использованию тепла, которое в противном случае было бы потрачено впустую, ТЭЦ представляет собой одновременно распределенную генерацию и форму энергоэффективности.Узнайте больше о ТЭЦ.

Начало страницы

Узнайте об энергии и ее влиянии на окружающую среду | Энергия и окружающая среда

Что такое чистая энергия?

Чистая энергия включает возобновляемые источники энергии, энергоэффективность и эффективное комбинированное производство тепла и электроэнергии.

Как потребление энергии влияет на окружающую среду?

Все формы производства электроэнергии оказывают влияние на окружающую среду, воздух, воду и землю, но оно варьируется. Из общего количества энергии, потребляемой в Соединенных Штатах, около 40% используется для выработки электроэнергии, что делает электроэнергию важной частью воздействия на окружающую среду каждого человека.

Более эффективное производство и использование электроэнергии сокращает как количество топлива, необходимое для выработки электроэнергии, так и количество парниковых газов и других загрязняющих атмосферу веществ, выбрасываемых в результате. Электроэнергия из возобновляемых источников, таких как солнечная, геотермальная и ветровая, как правило, не способствует изменению климата или локальному загрязнению воздуха, поскольку топливо не сжигается.

Топливный баланс для производства электроэнергии в США

На диаграмме ниже показано, что большая часть электроэнергии в Соединенных Штатах вырабатывается с использованием ископаемых видов топлива, таких как уголь и природный газ.Небольшой, но растущий процент генерируется с использованием возобновляемых ресурсов, таких как солнце и ветер.

Каково мое личное влияние?

Выбросы, вызванные производством электроэнергии, различаются по стране из-за многих факторов, в том числе:

• Сколько вырабатывается электроэнергии,
• Используемые технологии производства электроэнергии и
• Используемые устройства контроля загрязнения воздуха

Используйте калькулятор выбросов углекислого газа в домашних хозяйствах Агентства по охране окружающей среды, чтобы оценить годовые выбросы в вашем доме и найти способы их сокращения.

Используйте Power Profiler для создания отчета о воздействии производства электроэнергии на окружающую среду в вашем районе США. Все, что вам нужно, это ваш почтовый индекс. Использование Power Profiler занимает около пяти минут.

Для получения более подробной информации посетите Интегрированную базу данных о выбросах и генерирующих ресурсах (eGRID), исчерпывающий источник данных об экологических характеристиках почти всей электроэнергии, производимой в Соединенных Штатах.

Как я могу уменьшить свое влияние?

Есть много способов уменьшить воздействие на окружающую среду при использовании энергии.Посетите страницу снижения вашего воздействия, чтобы узнать больше.

Электричество и окружающая среда — Управление энергетической информации США (EIA)

Хотя электричество является чистым и относительно безопасным видом энергии, когда оно используется, производство и передача электричества влияют на окружающую среду. Почти все типы электростанций оказывают влияние на окружающую среду, но некоторые электростанции оказывают большее влияние, чем другие.

В США действуют законы, регулирующие влияние производства и передачи электроэнергии на окружающую среду.Закон о чистом воздухе регулирует выбросы загрязняющих веществ в атмосферу на большинстве электростанций. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) регулирует Закон о чистом воздухе и устанавливает стандарты выбросов для электростанций в рамках различных программ, таких как Программа кислотных дождей. Закон о чистом воздухе помог существенно сократить выбросы некоторых основных загрязнителей воздуха в Соединенных Штатах.

Влияние электростанций на ландшафт

Все электростанции имеют физический след (местоположение электростанции).Некоторые электростанции расположены внутри, на или рядом с существующим зданием, поэтому занимаемая площадь довольно мала. Большинство крупных электростанций требуют расчистки земли для строительства электростанции. Некоторым электростанциям также могут потребоваться подъездные дороги, железные дороги и трубопроводы для доставки топлива, линии электропередачи и системы подачи охлаждающей воды. Электростанции, работающие на твердом топливе, могут иметь места для хранения золы сгорания.

Многие электростанции представляют собой большие сооружения, которые меняют визуальный ландшафт.В целом, чем больше конструкция, тем больше вероятность того, что электростанция повлияет на визуальный ландшафт.

Две угольные электростанции Северного парового комплекса Кристал-Ривер в Кристал-Ривер, Флорида

Источник: Эбябе, автор Wikimedia Commons (GNU Free Documentation License) (общественное достояние)

Электростанции, сжигающие ископаемое топливо, биомассу и отходы

• Двуокись углерода (CO2)
• Окись углерода (CO)
• Диоксид серы (SO2)
• Оксиды азота (NOx)
• Твердые частицы (ТЧ)
• Тяжелые металлы, такие как ртуть

• CO2 — это парниковый газ, который способствует парниковому эффекту.
• SO2 вызывает кислотные дожди, вредные для растений и животных, живущих в воде. SO2 также ухудшает респираторные и сердечные заболевания, особенно у детей и пожилых людей.
• NOx способствует образованию озона на уровне земли, который раздражает и повреждает легкие.
• PM приводит к возникновению тумана в городских и живописных районах и в сочетании с озоном способствует развитию астмы и хронического бронхита, особенно у детей и пожилых людей. Считается, что очень маленькие, или fine PM , вызывают эмфизему и рак легких.
• Тяжелые металлы, такие как ртуть, опасны для здоровья человека и животных.

Электростанции снижают выбросы загрязняющих веществ различными способами

• Сжигание угля с низким содержанием серы для снижения выбросов SO2. Некоторые угольные электростанции сжигают древесную щепу совместно с углем для сокращения выбросов SO2. Предварительная обработка и переработка угля также может снизить уровень нежелательных соединений в дымовых газах.
• Различные типы устройств для контроля выбросов твердых частиц обрабатывают дымовые газы перед их выходом из электростанции:
  • Мешковые камеры — это большие фильтры, улавливающие твердые частицы.
  • В электрофильтрах используются электрически заряженные пластины, которые притягивают и вытягивают твердые частицы из дымовых газов.
  • В мокрых скрубберах используется жидкий раствор для удаления твердых частиц из дымовых газов.
• В мокрых и сухих скрубберах известь подмешивается в топливо (уголь) или распыляется раствор извести в дымовые газы для снижения выбросов SO2. Сжигание в псевдоожиженном слое также приводит к снижению выбросов SO2.
• Средства контроля выбросов NOx включают горелки с низким уровнем NOx во время фазы сгорания или селективные каталитические и некаталитические преобразователи во время фазы дожигания.

Hunter Power Plant, угольная электростанция к югу от Касл-Дейл, штат Юта

Источник: Триша Симпсон, автор Wikimedia Commons (GNU Free Documentation License) (общественное достояние)

Многие электростанции в США производят выбросы CO2

Электроэнергетика является крупным источником выбросов CO2 в США. Электростанции электроэнергетического сектора, которые сжигали ископаемое топливо или материалы, изготовленные из ископаемого топлива, и некоторые геотермальные электростанции были источником около 33% общего количества U.S. Выбросы CO2, связанные с энергетикой, в 2018 году.

Некоторые электростанции также производят жидкие и твердые отходы

Зола — это твердый остаток, образующийся при сжигании твердого топлива, такого как уголь, биомасса и твердые бытовые отходы. Зольный остаток включает самые крупные частицы, которые собираются на дне камеры сгорания котлов электростанций. Летучая зола — это более мелкие и легкие частицы, которые собираются в устройствах для контроля выбросов в атмосферу. Летучая зола обычно смешивается с зольным остатком.Зола содержит все опасные материалы, которые улавливают устройства контроля загрязнения. Многие угольные электростанции хранят зольный шлам (зола, смешанная с водой) в накопительных прудах. Некоторые из этих прудов прорвались и нанесли значительный ущерб и загрязнение ниже по течению. Некоторые угольные электростанции отправляют золу на свалки или продают золу для производства бетонных блоков или асфальта.

Атомные электростанции образуют различные виды отходов

• Низкоактивные отходы, такие как загрязненные защитные бахилы, одежда, протирочные тряпки, швабры, фильтры, остатки очистки реакторной воды, оборудование и инструменты, хранятся на атомных электростанциях до тех пор, пока радиоактивность отходов не снизится до безопасного уровня для захоронения как обычный мусор, либо отправляется на свалку низкоактивных радиоактивных отходов.
• Высокоактивные отходы, которые включают высокорадиоактивные отработанные (использованные) ядерные тепловыделяющие сборки, должны храниться в специально разработанных контейнерах и установках для хранения (см. Временное хранение и окончательное захоронение в США).

Линии электропередач и другая распределительная инфраструктура также занимают площадь

Линии электропередачи и распределительная инфраструктура, по которой электроэнергия от электростанций подается потребителям, также оказывают воздействие на окружающую среду.Большинство линий электропередачи проходят над землей на больших башнях. Башни и линии электропередач изменяют визуальный ландшафт, особенно когда они проходят через незастроенные участки. Растительность вблизи линий электропередач может быть нарушена, и, возможно, придется постоянно контролировать ее, чтобы держать ее подальше от линий электропередач. Эти действия могут повлиять на популяции местных растений и дикую природу. Линии электропередачи могут быть проложены под землей, но это более дорогой вариант и обычно не делается за пределами городских районов.

Последнее обновление: 9 декабря 2020 г.

Окружающая среда и здоровье в производстве электроэнергии

(обновлено в ноябре 2013 г.)

• Электроэнергетика должна учитывать минимизацию воздействия на окружающую среду и здоровье населения, как непосредственно от производства, так и косвенно от получения топлива и обращения с отходами.
• В ядерной энергетике основное внимание уделяется добыче урана и ядерным отходам.
• Затраты ядерной энергии на здоровье и окружающую среду очень низки по сравнению с основными альтернативами.

Никогда еще потребность в чистом и безопасном производстве электроэнергии не была столь очевидной. Эти атрибуты никогда не пользовались такой популярностью.

Последствия производства электроэнергии для окружающей среды и здоровья являются важными вопросами, наряду с доступностью производимой электроэнергии.

Последствия для окружающей среды и здоровья обычно рассматриваются как внешние затраты — те, которые поддаются количественной оценке, но не отражаются в счетах коммунального предприятия. Следовательно, они не передаются потребителю, а переносятся обществом в целом. Они включают, в частности, воздействие загрязнения воздуха на здоровье человека, урожайность и здания, а также профессиональные заболевания и несчастные случаи. Хотя их еще труднее определить количественно и оценить, чем другие, внешние затраты включают воздействие на экосистемы и влияние глобального потепления.

Производство электроэнергии из любого вида первичной энергии имеет определенный экологический эффект и определенный риск. Сбалансированная оценка ядерной энергетики требует сравнения ее воздействия на окружающую среду с воздействием основной альтернативы, выработки электроэнергии на угле, а также с другими вариантами. При таком сравнении необходимо признать, что затраты на отходы и вывод из эксплуатации учитываются в экономике ядерной энергетики гораздо более полно, чем, например, при производстве электроэнергии на угле.

Воздействие производства электроэнергии на окружающую среду

Сюда входят эффекты добычи топлива из шахт, использование топлива и обращение с отходами после использования топлива.

На урановом руднике обычные рабочие процедуры обычно гарантируют отсутствие значительного загрязнения воды или воздуха. Влияние добычи угля на окружающую среду сегодня также невелико, за исключением того, что более обширные территории часто нарушаются и могут потребовать последующей реабилитации, а в определенных геологических и климатических условиях кислотный дренаж шахт из-за окисления серы может стать проблемой.См. Раздел ниже.

При сжигании любого ископаемого топлива образуется диоксид углерода, и это рассматривается в следующем разделе.

Небольшие количества радиоактивности выбрасываются в атмосферу как угольными, так и атомными электростанциями. В случае сжигания угля небольшие количества урана, радия и тория, присутствующие в угле, приводят к тому, что зола становится радиоактивной, уровень которой значительно варьируется (см. Документ NORM). Атомные электростанции и заводы по переработке выделяют небольшие количества радиоактивных газов (например,грамм. криптон-85 и ксенон-133) и йод-131, которые могут быть обнаружены в окружающей среде с помощью сложного оборудования для мониторинга и анализа, но никогда не имеют вредных уровней. Принимаются меры по дальнейшему сокращению выбросов золы уноса угольных электростанций и радионуклидов атомных электростанций и других станций. В настоящее время ни то, ни другое не представляет собой серьезной экологической проблемы.

Удаление и удаление отходов производства электроэнергии

Твердые высокоактивные отходы атомных электростанций горячие и очень радиоактивные, поэтому их необходимо изолировать от людей и окружающей среды на неопределенный срок.Он хранится 40-50 лет, а уровень радиоактивности снижается до менее одного процента от исходного уровня. Затем его окончательно утилизируют глубоко под землей и подальше от биосферы. За более чем 50 десятилетий гражданской ядерной энергетики ядерные отходы не вызвали серьезных проблем со здоровьем или окружающей средой, а также не представляли реальных рисков для людей. Не было никакого загрязнения или вероятной опасности от такого материала, который обычно удаляется с электростанций, и маловероятно, как в краткосрочной, так и в очень долгосрочной перспективе.долгосрочный.

Отходы среднего уровня активности (радиоактивные, но не требующие охлаждения) помещаются в подземные хранилища, не обязательно глубоко, с небольшой задержкой. Отходы с низким уровнем активности обычно захораниваются более традиционным способом. Радиоактивный зола от угольных электростанций в прошлом оказывала гораздо большее воздействие на окружающую среду, в основном потому, что не воспринималась как проблема и соответствующие меры не принимались. Сегодня большая часть летучей золы удаляется из дымовых газов и смешивается с зольным остатком перед захоронением, где можно контролировать просачивание и сток, или зола может использоваться с цементом в бетоне.

Ядерные отходы, безусловно, составляют значительную часть картины ядерной энергетики, и с ними необходимо правильно обращаться и утилизировать. Дополнительная информация об отходах ядерной энергетики содержится в документе «Обращение с радиоактивными отходами».

Альтернативы выработке электроэнергии не лишены проблем, и по ряду причин они — особенно при сжигании угля — не всегда хорошо контролировались. В частности, летучая зола, а также зольный остаток часто содержат тяжелые металлы (включая уран и торий — см. Документ НОРМ).Зола уноса в настоящее время в основном используется для захоронения отходов, и зола обычно также захоронена, но не всегда надежно и без воздействия на грунтовые воды. Загрязнение подземных вод мышьяком, бором, кобальтом и ртутью не является чем-то необычным, и Агентство по охране окружающей среды США в 2011 году перечислило 181 угольный золоотвал в США, представляющих значительную опасность, 47 из которых представляют высокую опасность и угрозу для жизни. (В 2008 году земляная плотина прорвалась и выбросила 4,1 миллиона кубометров золы на электростанции TVA в Кингстоне, что повлияло на большую территорию и реку Эмори.Зола содержала ртуть, селен, мышьяк и другие токсичные материалы, и на ее очистку ушло несколько лет и около 1 миллиарда долларов.)

Отработанное тепло , производимое из-за внутренней неэффективности преобразования энергии, и, следовательно, как побочный продукт выработки электроэнергии, во многом одинаково, независимо от того, является ли уголь или уран основным топливом. Тепловой КПД угольных электростанций достигает возможных 40 процентов, а более новые — обычно лучше 35 процентов. Доля атомных станций в основном колеблется от 29 до 38 процентов, а на обычный легководный реактор сегодня приходится около 34 процентов.

Нет причин для предпочтения одного вида топлива другому из-за количества отходящего тепла и, как следствие, потребности в воде для охлаждения. * Это тот случай, когда охлаждение электростанции осуществляется водой из ручья или устья, или с использованием атмосферных градирен которые испаряют воду. Однако следует отметить, что в то время как угольные электростанции, как правило, располагаются рядом с источником угля, атомные станции могут быть размещены в соответствии с требованиями к охлаждению и могут более легко использовать озерную или морскую воду для прямого охлаждения.Следовательно, они с меньшей вероятностью потребуют дорогих градирен или истощат запасы пресной воды для испарительного охлаждения.

* Для данного уровня теплового КПД и размера станции требования к охлаждению для атомной станции немного выше, поскольку она не теряет тепло в дымовой трубе с продуктами сгорания.

В любом случае сброшенное тепло не всегда должно быть «потраченным впустую». В более холодном климате все чаще используются централизованное теплоснабжение и сельское хозяйство. Во Франции отработанное тепло атомной электростанции используется на крокодиловой ферме.Любое такое использование отработанного тепла снижает степень образования локальных туманов в результате его выброса в окружающую среду зимой. В более сухом климате отбракованное тепло можно использовать для опреснения и получения питьевой воды.

Основным экологическим фактором, имеющим отношение к производству электроэнергии, является производство диоксида углерода (CO ₂ ) и диоксида серы (SO ₂ ) в результате выработки электроэнергии на угле. Когда уголь, содержащий, скажем, 2,5% серы, используется для производства электроэнергии для одного человека в промышленно развитой стране в течение одного года, получается около 9 тонн CO ₂ и 120 кг SO ₂ .

Выбросы диоксида серы возникают в результате сжигания ископаемого топлива, содержащего серу, как и многие из них. Выбрасываемый в больших количествах в атмосферу, он может вызывать (серные) «кислотные дожди» в районах с подветренной стороны. В северном полушарии многие миллионы тонн SO2 ежегодно выбрасываются при производстве электроэнергии, хотя такое загрязнение резко сократилось по сравнению с предыдущими уровнями. Кислотные дожди (дождевая вода с pH 4 и ниже) на северо-востоке США и Скандинавии вызывают экологические изменения и экономический ущерб.В Великобритании и США электроэнергетические компании сначала стремились минимизировать это за счет увеличения использования природного газа.

Можно удалить большую часть SO ₂ из газов угольных дымовых труб, используя оборудование для десульфуризации дымовых газов, но это требует значительных затрат. Энергетические компании потратили на это много миллиардов долларов. С другой стороны, между 1980 и 1986 годами выбросы SO2 во Франции сократились вдвое просто за счет замены электростанций, работающих на ископаемом топливе, атомными. В то же время производство электроэнергии увеличилось на 40 процентов, и Франция стала крупным экспортером электроэнергии.

Окиси азота (NOx) от электростанций, работающих на ископаемом топливе, работающих при высоких температурах, также представляют собой экологическую проблему независимо от источника топлива. Если в воздухе присутствует большое количество углеводородов, оксиды азота реагируют с ними на солнечном свете, образуя фотохимический смог. Кроме того, оксиды азота отрицательно влияют на озоновый слой Земли, увеличивая количество ультрафиолетового света, достигающего поверхности Земли.

Влияние производства электроэнергии на здоровье

Традиционно риски для профессионального здоровья измерялись коэффициентами немедленных несчастных случаев, особенно со смертельным исходом.Однако сегодня, особенно в отношении ядерной энергетики, все большее внимание уделяется менее очевидным или отсроченным эффектам воздействия веществ, вызывающих рак, и радиации.

Многие статистические данные о несчастных случаях на производстве были собраны за последние 50 лет гражданской ядерной энергетики в Северной Америке и Европе. Их можно сравнить с угольными и другими видами электроэнергии. Все указывает на то, что ядерная энергия в этом отношении однозначно является более безопасным средством производства электроэнергии.В таблицах 1 и 2 приведены два простых набора цифр. Основной причиной неблагоприятного воздействия угля является его огромное количество, которое необходимо добывать и транспортировать для снабжения даже одной крупной электростанции — примерно в 20 000 раз больше угля, чем урана. из шахты. Добыча и многократное обращение с таким большим количеством материалов любого рода сопряжены с опасностями, и это отражается в статистике.

Таблица 1 Сравнение статистики аварий в производстве первичной энергии

(Производство электроэнергии составляет около 40% от общей первичной энергии).

* Основа: на миллион МВт, работающих в течение одного года (т.е. примерно в три раза превышающей мировую мощность ядерной энергетики), не считая строительства станции, на основе исторических данных, которые вряд ли будут отражать текущий уровень безопасности в любой из соответствующих отраслей. Данные в этой колонке были опубликованы в 2001 году, но согласуются с данными за 1996-7, где указывается, что общее количество угля было бы примерно в десять раз больше, если бы были включены аварии с менее чем пятью смертельными исходами.

Источник: Ball, Roberts & Simpson, Отчет об исследовании № 20, Центр управления окружающей средой и рисками, Университет Восточной Англии, 1994; Хиршберг и др., Институт Пауля Шеррера, 1996; в: МАГАТЭ, Устойчивое развитие и ядерная энергия, 1997 г .; Тяжелые аварии в энергетическом секторе, Институт Пола Шеррера, 2001 г.

Риски для здоровья при добыче урана сегодня очень незначительны. В 1950-х годах воздействие газообразного радона на некоторых горняков привело к более высокой заболеваемости раком легких. Однако на протяжении более сорока лет воздействие высоких уровней радона не характерно для урановых (или других) рудников. Сегодня хорошо известно наличие некоторого количества радона вокруг уранодобывающих предприятий и некоторых пылевых продуктов радиоактивного распада, а также опасность вдыхания угольной пыли в угольной шахте. В обоих случаях, если использовать лучшую текущую практику, опасность для здоровья горняков очень мала и, безусловно, меньше, чем риски промышленных аварий.

(Уровень радиации в одном метре от бочки со свежепереработанным U3O8 примерно вдвое меньше, чем от космических лучей во время полета на коммерческом реактивном самолете.)

В других частях ядерного топливного цикла радиационная опасность для рабочих низка, а промышленных аварий мало. Дальнейшие комментарии по поводу излучения находятся в следующем разделе.

Конечно, ядерная энергетика не полностью свободна от опасностей в профессиональном смысле, но записи показывают, что она намного безопаснее, чем другие формы преобразования энергии.Таблица 1 охватывает более 20 лет.

Воздействие горнодобывающей промышленности на окружающую среду

Двумя основными видами топлива, традиционно добываемыми для производства электроэнергии, являются уголь и уран. Природный газ, как и нефть, добывается из скважин, пробуренных в пористых пластах земной коры, хотя для его высвобождения все чаще используется гидроразрыв (гидроразрыв) твердых пород.

Добыча угля может вестись под землей, с поверхностными эффектами, ограниченными отвальными отвалами отбракованного материала, или она может вестись открытым способом, иногда с очень сильным воздействием на окружающую среду.

Добыча урана может осуществляться подземным способом, открытым способом или методом подземного выщелачивания (ППВ). Объем любых выемок намного меньше, чем для эквивалентного количества угля, и основная проблема окружающей среды при традиционной (подземной или открытой) добыче — это хвосты, образующиеся в результате удаления ценных минералов из измельченной пустой породы. Хвосты — это мелкозернистый песчаный материал, который необходимо закладывать обратно в шахту или в искусственные дамбы. Хвосты содержат большую часть радиоактивности рудного тела, а также могут содержать сульфиды с потенциалом образования кислоты.Они составляют большую часть добываемой руды. Работа с ними проста и гораздо более тщательно регулируется, чем с угольной золой.

При добыче подземным выщелачиванием руда остается под землей, а насыщенные кислородом грунтовые воды циркулируют для растворения урана. Здесь главное — обеспечить отсутствие загрязнения других подземных вод в результате эксплуатации. Обычно это просто.

См. Также: Экологические аспекты добычи урана.

Радиация

Экологические (непрофессиональные) воздействия радиации на здоровье качественно аналогичны профессиональным воздействиям, потенциально влияющим на рабочих в отрасли.Беспокойство населения по поводу ионизирующего излучения изначально выросло из испытаний ядерного оружия, не говоря уже об угрозе его возможного применения. Соответственно, эти испытания позволили атомной энергетике лучше понять радиационные опасности. К счастью, радиоактивность легко измерить, и ее эффекты хорошо изучены по сравнению с другими опасностями с отложенными эффектами, включая практически все химические вещества, вызывающие рак. Радиация — слабый канцероген.

Контраст между воздействием на качество воздуха в результате сжигания угля для получения электричества и повышенной радиации от ядерной энергетики очень заметен: человек, живущий рядом с атомной электростанцией, получает меньше радиации от нее, чем от нескольких часов полета в год.С другой стороны, любой, кто находится с подветренной стороны от угольной электростанции, может ожидать, что это окажет некоторое влияние на качество воздуха.

Типичные уровни и источники радиационного облучения низкие, а уровни, связанные с ядерной энергетикой, обычно слишком низки для измерения. Вклад земли и зданий варьируется от места к месту. Личное облучение измеряется в миллизивертах (мЗв). В большинстве стран мира уровни колеблются до 3 миллизивертов в год (мЗв / год) на человека для всех.

Граждане Корнуолла, Великобритания, получают в среднем около 7 мЗв / год. Сотни тысяч людей в Индии, Бразилии и Судане получают до 40 мЗв / год. Известно несколько мест в Иране, Индии и Европе, где естественная фоновая радиация дает годовую дозу более 50 мЗв, а в Рамсарской конвенции в Иране она может достигать 260 мЗв. Прижизненные дозы естественного излучения могут достигать нескольких тысяч миллизивертов. Однако нет никаких свидетельств увеличения числа случаев рака или других проблем со здоровьем, возникающих из-за такого высокого естественного уровня.

Доза космического излучения зависит от высоты и широты. Летный экипаж может получать примерно до 5 мЗв / год за время своего нахождения в воздухе, в то время как часто летающие люди могут получать такое же приращение. Напротив, граждане Великобритании получают около 0,0003 мЗв / год от производства ядерной энергии, и это типично для стран, использующих атомную энергию.

Во время аварии на Чернобыльской АЭС большое количество людей подверглось значительно возросшему радиационному облучению, причем фактические дозы облучения приблизительно известны.Во время аварии на Фукусиме несколько рабочих и очень немногие другие подверглись радиационному облучению на опасном уровне. Предварительные результаты, полученные через 18 месяцев Научным комитетом ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН), показывают, что никаких последствий радиационного воздействия на здоровье в результате аварии на Фукусиме среди населения или рабочих не наблюдалось.

Однако после ядерных аварий в Чернобыле и Фукусиме большие территории были загрязнены радиоактивными осадками, особенно цезием-137, с периодом полураспада 30 лет.Тогда возникает вопрос, какой уровень заражения представляет опасность для здоровья возвращающихся эвакуированных? Это спорно, так как чисто научная оценка позволит большинству людей вернуться домой рано, но политическая нервозность, основанных на популярных настроений будет стремиться критерии, основанные на уровне гораздо ниже, что может быть вредным.

Радиационное облучение населения в результате добычи урана и ядерной энергетики минимально, и дополнительная основная информация по этому вопросу содержится в информационном документе WNA: Radiation and Life или, более подробно, в Nuclear Radiation and Health Effects.

Выбросы парниковых газов

Парниковый эффект в данном случае относится к воздействию определенных газовых примесей в атмосфере Земли, так что длинноволновое излучение, такое как тепло от поверхности земли, задерживается. Накопление парниковых газов, особенно CO ₂ , по всей видимости, вызывает потепление климата во многих частях мира, что вызовет изменения в погодных условиях. Большая часть парникового эффекта связана с углекислым газом [1].

В то время как наше понимание соответствующих процессов улучшается, мы не знаем, сколько углекислого газа может поглотить окружающая среда, и как долго сохраняется глобальный баланс CO ₂ .Однако ученых все больше беспокоит неуклонное повышение уровней CO ₂ в атмосфере во всем мире, и политические инициативы отражают эту озабоченность. Накопление происходит по мере того, как ископаемое топливо земной коры на основе углерода в мире сжигается и быстро превращается в атмосферный CO ₂ , например. в автомобилях, бытовых и промышленных печах и, прежде всего, в производстве электроэнергии. Постепенная вырубка мировых лесов также способствует парниковому эффекту, уменьшая удаление CO ₂ из атмосферы путем фотосинтеза.

Еще в 1977 году в отчете Национальной академии наук США был сделан вывод о том, что «основным ограничивающим фактором производства энергии из ископаемого топлива в течение следующих нескольких столетий может оказаться климатическое воздействие выброса углекислого газа». Сегодня это расхожее мнение. Неумолимое повышение уровней CO ₂ в атмосфере, вкупе с озабоченностью их воздействием на климат, в настоящее время является очень важным фактором при сравнении угольной и ядерной энергии для производства электроэнергии.

Мировые выбросы CO ₂ от сжигания ископаемого топлива составляют около 28 миллиардов тонн в год. Около 38% из них приходится на уголь и около 43% — на нефть. Каждая электростанция мощностью 1000 МВт, работающая на каменном угле, производит выбросы CO ₂ в размере около 7 миллионов тонн в год. Если использовать бурый уголь, то это около 9 млн тонн. При делении ядер не образуется CO ₂ , в то время как выбросы от других частей топливного цикла (например, добычи и обогащения урана) составляют около 2% от выбросов от использования угля, а некоторые проверенные цифры показывают значительно меньше, чем это.Каждые 22 тонны использованного урана (26 т U3O8) [2] позволяют сэкономить около одного миллиона тонн CO ₂ по сравнению с углем.

В настоящее время широко распространено мнение о том, что нам нужны ресурсные стратегии и энергетическая политика в каждой стране, которые позволят свести к минимуму накопление CO2. Что касается выработки электроэнергии при базовой нагрузке, наиболее очевидной такой стратегией является более широкое использование урана в качестве топлива с использованием проверенных технологий в необходимом масштабе.

Дальнейшее обсуждение последствий производства электроэнергии для изменения климата содержится в базовом документе «Уран, электричество и изменение климата».

[1] CO2 составляет 0,035% (400 частей на миллион) атмосферы. Увеличение с 280 до 400 частей на миллион уже произошло с начала промышленной революции.
[2] в легководном реакторе.

Как электричество влияет на окружающую среду? | Education

Электричество — это невидимая и естественная сила, которая проявляется в таких природных явлениях, как молния и удары, которые иногда возникают при прикосновении к металлу. Выращивание электричества для использования людьми предлагает множество удобств, но оно также может нанести вред окружающей среде и увеличить риск для здоровья людей.

Различные воздействия

Энергетические компании используют различные процессы для производства электроэнергии, и не все процессы одинаково влияют на окружающую среду. Например, уголь — гораздо более проблемный с экологической точки зрения источник энергии, чем солнечная энергия, которая оказывает минимальное воздействие на окружающую среду. Другие формы производства электроэнергии включают природный газ, гидроэлектростанции, атомную энергию и нефть.

Парниковые газы

Большинство механизмов выработки электроэнергии выделяют в атмосферу Земли углекислый газ и другие парниковые газы — газы, которые поглощают и излучают радиацию.Хотя небольшие количества углекислого газа существуют в атмосфере естественным образом, производство электроэнергии значительно увеличило присутствие парниковых газов в атмосфере планеты. Подавляющее большинство ученых считают, что это способствует неестественной степени глобального потепления, которое может повлиять на глобальный климат, уничтожить популяции животных и изменить местные экосистемы.

Загрязнение и кислотные дожди

Почти все формы электроэнергии производят отходы.Например, природный газ выделяет диоксид углерода и оксид азота. Атмосфера Земли улавливает эти газы, что приводит к загрязнению воздуха и смогу. Погодные условия и геологические изменения могут повлиять на распространенность смога в определенной области. Например, долина, зажатая между холмами при небольшом ветре, может стать ловушкой для смога. Когда смог, содержащий диоксид серы и оксид азота, выбрасывается в атмосферу, он может загрязнять осадки и выпадать обратно в виде кислотного дождя.

Проблемы удаления отходов

Практически все формы производства электроэнергии производят некоторые отходы, но такие источники энергии, как ядерная энергия, образуют опасные твердые отходы.Некоторые источники радиоактивных отходов остаются радиоактивными в течение тысяч лет, а это означает, что отходы могут вызывать рак и генетические мутации у людей и животных. Радиоактивные отходы могут изменять химический состав почвы, делая ее небезопасной для местной дикой природы и потенциально убивая виды растений. При сжигании угля образуются твердые отходы, называемые золой, которые часто сбрасываются на свалки, что способствует их переполнению. Агентство по охране окружающей среды заявляет, что можно переработать этот материал в цемент и другие полезные продукты, а некоторые производители угля перерабатывают свои отходы.

Травмы дикой природе

Производство и доставка электроэнергии могут нанести вред местной дикой природе. Птицы могут влететь в линии электропередач, что приведет к поражению электрическим током. Ветряные электростанции представляют опасность для летающих животных, таких как летучие мыши и птицы. Никакая система выработки электроэнергии не может быть идеальной, а аварии на электростанциях также могут привести к травмам животных. Например, исследование 2009 года показало, что чернобыльская ядерная катастрофа привела к сокращению популяций животных даже через 20 лет после катастрофы.

Ссылки

Биография писателя

Ван Томпсон — адвокат и писатель.Бывший инструктор по боевым искусствам, он имеет степень бакалавра музыки и информатики Вестчестерского университета и доктора права Университета штата Джорджия. Он является лауреатом многочисленных писательских наград, в том числе премии CALI Legal Writing Award 2009.

Электроэнергетика | Экология промышленности: секторы и связи

Стр. 100

Научно-исследовательский институт электроэнергетики (EPRI). 1993. Варианты обращения с негорючими отходами.2-е изд. EPRI TR-103010. Пало-Альто, Калифорния: EPRI.

Научно-исследовательский институт электроэнергетики (EPRI). 1994. Управление затратами жизненного цикла. Исследовательский проект EPRI E006. Пало-Альто, Калифорния: EPRI.

Элкингтон Дж. И Н. Робинс. 1994. Корпоративный экологический отчет: Измерение прогресса отрасли на пути к устойчивому развитию. Нью-Йорк: Программа ООН по окружающей среде.

Журнал EPRI. 1992. Электроэнергия для повышения энергоэффективности. 17 (3) (апрель / май).

Фикселл, Дж.1993. Применение дизайна для защиты окружающей среды в электроэнергетике. Маунтин-Вью, Калифорния: фокус решения.

Управление литейным производством и технология. 1991. May, p. 47.

Grann, H. 1997. Промышленный симбиоз в Калундборге, Дания. Стр. 117-123 в The Industrial Green Game: Implications for Environmental Design and Management, D.J. Ричардс, изд. Вашингтон, округ Колумбия: National Academy Press.

Hedstrom, G.S., and R.A.N. Маклин. 1993. Шесть императивов совершенства в управлении окружающей средой.Призма, 3-я четверть.

Лотт Т., Л. Холкомб и У. Микелетти. 1989. Переработка и утилизация отходов химической очистки котлов. Документ представлен на 50-й ежегодной встрече Международной конференции по водным ресурсам, Питтсбург, Пенсильвания, 23-25 ​​октября.

Metcalf and Eddy Inc., 1991. Инжиниринг сточных вод, стр. 166. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.

Пателунас, Г. М. 1988. Проекты по утилизации больших объемов летучей золы в США и Канаде. 2-е изд. Отчет EPRI CS-4446. Пало-Альто, Калифорния.: НИИ электроэнергетики.

Popoff, F., and D.T. Buzelli. 1993. Точка зрения: Полный хозрасчет. Призма, 3-я четверть.

Sauber, B. 1992. Мобильная демонстрационная установка будет производить ячеистый бетон на основе летучей золы. Технология бетона сегодня 13 (1) (март).

Тиббс, Х. 1992. Промышленная экология, экологическая повестка дня для промышленности. Обзор всей Земли 77: 4.

Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде, Управление промышленности и окружающей среды (ЮНЕП / НОО). 1991 г.Организация компаний и информирование общественности по вопросам окружающей среды, Серия технических отчетов Управления ЮНЕП по промышленности и окружающей среде, № 6. Париж: ЮНЕП / НОО.

Агентство по охране окружающей среды США (EPA). 1994. Справочная информация по установкам для сжигания медицинских отходов для предлагаемых стандартов и руководств; Отчет о профиле отрасли для новых и существующих объектов. Вашингтон, округ Колумбия: EPA.

Wilson, J.S., and J.L. Greeno. 1993. Бизнес и окружающая среда: форма будущего.Призма, 3 квартал 1993 г.

Всемирная комиссия по окружающей среде и развитию. 1987. Наше общее будущее. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Йегер, К. 1994. Технология, провоцирующая структурные изменения. Электрические перспективы 18 (1).

Экологические последствия производства, хранения и использования электроэнергии

Описание

В этой книге рассматривается производство и использование электроэнергии в прошлом, настоящем и будущем.Отмечая важность электричества для благополучия людей, он утверждает, что все средства производства электроэнергии имеют неблагоприятные экологические последствия. Экологические последствия всех основных форм производства, хранения и передачи электроэнергии рассматриваются в 14 главах. В главах кратко описываются инженерные и физические аспекты каждого метода производства электроэнергии, за которыми следует описание различных способов взаимодействия технологии с миром природы. Наконец, в разделах рассматривается важность этих воздействий и способы их смягчения или предотвращения.В последней главе суммируются проблемы и подчеркивается, что единственный способ по-настоящему минимизировать воздействие производства электроэнергии — это сократить наше потребление и передачу. Дальнейшие усилия должны быть по-прежнему сосредоточены на повышении эффективности производства легкой, холодильной техники, электроприборов и аккумуляторов.

Содержание

• 1: Наша потребность в электроэнергии и основных доступных источниках энергии
• 2: Гидроэнергетика
• 3: Приливная генерация
• 4: Волновая энергия и преобразование тепловой энергии океана
• 5: Паровые турбины и их системы охлаждения
• 6 : Nuclear Generation
• 7: Угольные и мазутные электростанции
• 8: Газовые электростанции
• 9: Ветровые турбины и влияние морских свай
• 10: Солнечная энергия
• 11: Топливные элементы и проточные батареи
• 12: Батареи
• 13: Биотопливо и производство на отходах
• 14: Малые и мобильные электрические генераторы
• 15: Экологические проблемы, связанные с линиями электропередачи
• 16: Геотермальная генерация
• 17: Минимизация ущерба окружающей среде при одновременном Рентабельное производство электроэнергии

Читательская

Подходит для студентов, ученых, консультантов, представителей общественности, интересующихся вопросами энергетики; Государственные служащие, НПО и правительственные советники.