Экологическая цена энергии

Ухудшение качества воды в водохранилищах происходит по различным причинам. В них резко увеличивается  количество органических веществ как  за счет ушедших под воду экосистем (древесина, другие растительные остатки, гумус почв и т. п.), так и вследствие их накопления в результате замедленного водообмена. Это своего рода отстойники и аккумуляторы веществ, поступающих  с водосборов.

В водохранилищах резко усиливается  прогревание вод, что интенсифицирует  потерю ими кислорода и другие процессы, обусловливаемые тепловым загрязнением. Последнее, совместно  с накоплением биогенных веществ, создает условия для зарастания водоемов и интенсивного развития водорослей, в том числе и ядовитых синезеленых (цианей). По этим причинам, а также  вследствие медленной обновляемости  вод резко снижается их способность  к самоочищению. Ухудшение качества воды ведет к гибели многих ее обитателей. Возрастает заболеваемость рыбного  стада, особенно поражение гельминтами. Снижаются вкусовые качества обитателей водной среды.

Нарушаются пути миграции рыб, идет разрушение кормовых угодий, нерестилищ и т. п. Волга во многом потеряла свое значение как нерестилище для  осетровых Каспия после строительства  на ней каскада ГЭС.

В конечном счете перекрытые водохранилищами  речные системы из транзитных превращаются в транзитноаккумулятивные. Кроме  биогенных веществ, здесь аккумулируются тяжелые металлы, радиоактивные  элементы и многие ядохимикаты с  длительным периодом жизни. Продукты аккумуляции  делают проблематичным возможность  использования территорий, занимаемых водохранилищами, после их ликвидации. Имеются данные, что в результате заиления равнинные водохранилища  теряют свою ценность как энергетические объекты через 50-100 лет после их строительства. Например, подсчитано, что большая Асуанская плотина, построенная на Ниле в 60-е годы, будет  наполовину заилена уже к 2025 году. Несмотря на относительную дешевизну  энергии, получаемой за счет гидроресурсов, доля их в энергетическом балансе  постепенно уменьшается. Это связано  как с исчерпанием наиболее дешевых  ресурсов, так и с большой территориальной  емкостью равнинных водохранилищ. Считается, что в перспективе мировое  производство энергии на ГЭС не будет превышать 5% от общей [3].

Согласно водноэнергетическому кадастру 1960 г. Потенциальная мощность рек Беларуси, подсчитанная на основании данных об их падении и водоносности, составляет 855 МВт или 7,5 млрд кВт*ч в год. Технически возможные к использованию гидроэнергоресурсы оцениваются в 3 млрд кВт*ч в год.

В Беларуси технически возможно и  экономически целесообразно восстановить и соорудить новые ГЭС общей  электрической мощностью 100-120 МВТ, что  эквивалентно ежегодной выработке  электроэнергии 300-360 млн кВт*ч или ежегодной экономии 100 тыс. т у.т.

Кроме того можно использовать гидроэнергетический  потенциал существующих на малых  реках водохранилищ неэнергетического  назначения путем пристройки к ним ГЭС общей установленной мощностью 6 тыс. кВт с годовой выработкой электроэнергии 21 млн кВт*ч.

В современных условиях Беларуси использование  энергеии течения рек представляется перспективным путем решения проблемы уменьшения зависимости энергетики республики от импорта топлива, что также будет способствовать улучшению экологической обстановки [4 с. 41-43].

 

Экологические проявления солнечной энергетики

При производстве фотоэлементов уровень  загрязнений не превышает допустимого  уровня для предприятий микроэлектронной промышленности. Современные фотоэлементы имеют срок службы 30—50 лет. Применение кадмия, связанного в соединениях, при производстве некоторых типов фотоэлементов с целью повышения эффективности преобразования, ставит сложный вопрос их утилизации, который тоже не имеет пока приемлемого с экологической точки зрения решения, хотя такие элементы имеют незначительное распространение, и соединениям кадмия при современном производстве уже найдена достойная замена.

Солнечные концентраторы вызывают большие по площади затенения  земель, что приводит к сильным  изменениям почвенных условий, растительности и т. д. Нежелательное экологическое действие в районе расположения станции вызывает нагрев воздуха при прохождении через него солнечного излучения, сконцентрированного зеркальными отражателями. Это приводит к изменению теплового баланса, влажности, направления ветров; в некоторых случаях возможны перегрев и возгорание систем, использующих концентраторы, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Применение низкокипящих жидкостей и неизбежные их утечки в солнечных энергетических системах во время длительной эксплуатации могут привести к значительному загрязнению питьевой воды. Особую опасность представляют жидкости, содержащие хроматы и нитриты, являющиеся высокотоксичными веществами.

В Республике Беларусь целесообразны  три варианта использования солнечной  энергии:

• пассивное использование солнечной энергии методом строительства домов «солнечной архитектуры». Однако в настоящее время игнорируются даже принципы пассивного солнечного отопления. Единственное здание в Беларуси, построенное с использованием этого принципа – немецкий Международный Образовательный центр (IBB) в Минске;
• использование солнечной энергии для целей горячего водоснабжения и отопления с помощью солнечных коллекторов;
• использование солнечной энергии для производства электроэнергии с помощью фотоэлектрических установок.

Однако в целом в ближайшее  время на значительное увеличение доли солнечной энергетики в Беларуси рассчитывать не приходится. Но специалисты  убеждены, что к 2060 году доля энергии  Солнца на мировом энергетическом рынке  превысит 50% [4, с. 33-37].

Экологические проявления геотермальной энергетики

Основное воздействие  на окружающую среду геотермальные электростанции оказывают в период разработки месторождения, строительства паропроводов и здания станций, но оно обычно ограничено районом месторождения.

Потенциальными последствиями  геотермальных разработок являются оседание почвы и сейсмические эффекты. Оседание возможно всюду, где нижележащие  слои перестают поддерживать верхние  слои почвы и выражается в снижении дебитов термальных источников и  гейзеров и даже полном их исчезновении. Высокая сейсмическая активность является одним из признаков близости геотермальных  месторождений, и этот признак используется при поисках ресурсов. Однако интенсивность  землетрясений в зоне термальных явлений, вызванных вулканической  деятельностью, обычно значительно  меньше интенсивности землетрясений, вызванных крупными смещениями земной коры по разломам. Поэтому нет оснований  считать, что разработка геотермальных  ресурсов увеличивает сейсмическую активность.

На ГеоТЭС не происходит сжигания топлива, поэтому объем  отравляющих газов, выбрасываемых  в атмосферу, значительно меньше, чем на ТЭС, и они имеют другой химический состав по сравнению с  газообразными отходами станций  на органическом топливе. Пар, добываемый из геотермальных скважин, в основном является водяным. Газовые примеси  на 80 % состоят из двуокиси углерода и содержат небольшую долю метана, водорода, азота, аммиака и сероводорода. Наиболее вредным является сероводород (0,0225 %). В геотермальных водах  содержатся в растворенном виде такие  газы, как SO 2, N 2, NH 3, H 2S, CH 4, H 2. Потребность  ГеоТЭС в охлаждающей воде (на 1 кВт·ч  электроэнергии) в 4-5 раз выше, чем  ТЭС, из-за более низкого КПД. Сброс  отработанной воды и конденсата для  охлаждения в водоемы может вызвать  их тепловое загрязнение, а также  повышение концентрации солей, в  том числе хлористого натрия, аммиака, кремнезема, и таких элементов, как  бор, мышьяк, ртуть, рубидий, цезий, калий, фтор, натрий, бром, иод, хотя и в небольших количествах.

С ростом глубин скважин  возможно увеличение этих поступлений.

Одно из неблагоприятных  проявлений ГеоТЭС – загрязнение  поверхностных и грунтовых вод  в случае выброса растворов высокой  концентрации при бурении скважин.

Сброс отработанных термальных вод может вызвать заболачивание  отдельных участков почвы в условиях влажного климата, а в засушливых районах – засоление. Опасен прорыв трубопроводов, в результате которого на землю могут поступить большие количества рассолов.

ГеоТЭС, имея КПД в 2-3 раза меньше, чем АЭС и ТЭС, дают в 2-3 раза больше тепловых выбросов в атмосферу. В качестве простого пути сокращения воздействий на окружающую среду  следует рекомендовать создание круговой циркуляции теплоносителя  на ГеоТЭС по системе «скважина –  теплосъемные агрегаты – скважина – пласт». Это позволит избежать поступления термальных вод на поверхность  земли, в грунтовые воды и поверхностные  водоемы, обеспечить сохранение пластового давления, исключить оседание грунта и любую возможность сейсмических проявлений.

Следует отметить следующие  неблагоприятные экологические воздействия геотермальной энергетики на эколгию:

• отчуждение земель;
• изменение уровня грунтовых вод, оседание почвы, заболачивание;
• подвижки земной коры, повышение сейсмической активности;
• выбросы газов (метан, водород, азот, аммиак, сероводород);
• выброс тепла в атмосферу или в поверхностные воды;
• отравленных вод и конденсата, загрязненных в небольших количествах аммиаком, ртутью, кремнеземом;
• загрязнение подземных вод и водоносных слоев, засоление почв;
• выбросы больших количеств рассолов при разрыве трубопроводов [5].

 

 

Заключение

Таким образом, изучив особенности  функционирования различных источников энергии, необходимой для нормального  существования экономики и обеспечения  жизнедеятельности населения, стоит  отметить, что при выборе источника энергии важно определиться с приоритетами: экономичность или экологичность. В материальном плане затратное развитие альтернативной энергетики приведет к меньшему загрязнению окружающей среды. Данный вид энергетики основывается на использовании неисчерпаемых источников. Однако стоит признать, что фактор цены по-прежнему играет одну из главных ролей, и поэтому имеет смысл приложить усилия к поиску возможностей уменьшить негативное влияние на природу уже используемых видов энергетики.

Стоит отметить, что в  Беларуси, пусть и малыми темпами, развивается альтернативная энергетика, что может в будущем привести к снижению выделяемых в атмосферу  веществ, пагубно влияющих на состояние  окружающей среды, которые являются отходами ТЭС – наиболее распространенного  вида электростанций в нашей стране.

 

Список использованной литературы

1. http://www.saveplanet.su/articles_114.html Дата доступа 26.02.2013
2. Бекман, И.Н. Ядерная индустрия. Курс лекций / Предотвращение загрязнения окружающес среды выбросами АЭС. — Москва: Химичесский факультет МГУ. — С. 2—4. — 26 с.Агеев, В.А.
3. http://www.naturetooday.ru/naturs-1355-2.html Дата доступа 26.02.2013
4. Самойлов, М.В. Основы энергосбережения: Учеб. пособие / М.В. Самойлов, В.В Паневчик, А.Н. Ковалев. – Мн.: БГЭУ, 2002. – 198 стр.
5. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии / 18.4. Возможные экологические проявления геотермальной энергетики –http://bricet.com.ua/ageev/52.html Дата доступа 26.02.2013