Глобальные экологические проблемы факты: Интересные факты об экологии

10 интересных фактов про экологию

Одной из главных тревожных тем современности стала экологическая проблема. Человек – в большинстве своем, существо эгоистичное, мало задумывающееся над глобальными проблемами. Ему куда важнее то, что происходит «здесь и сейчас».

 

Все же об экологии хоть раз, но думал каждый. Об экологии страны, чистоте своего города, района и дома. В Интернете можно отыскать множество статей на тему экологической безопасности, выдвигаются пути решения проблем загрязнения окружающей среды, упоминаются любопытные факты про экологию.

 

10 место. Город чистый от автомобильных выхлопов

 

Швейцарский маленький городок Церматт закрыт для автомобилей с выхлопом. По нему можно передвигаться только на велосипеде, гужевом транспорте или электромобиле.

 

Между тем, среднестатистический автомобиль вырабатывает около полкилограмма газообразных отходов на каждые сорок километров пути.

 

9 место. Информационные технологии во вред

 

На пересылку спама ежегодно расходуется 33 миллиардов кВт/ч электроэнергии, что сопровождается выбросом в атмосферу около 17 миллионов тонн углекислого газа, что равносильно трем миллионам автомобилей. Такого количества электроэнергии достаточно для электроснабжения 2,4 миллионов домов.

 

На сегодняшний день информационные технологии уже являются причиной поступления 2% углекислого газа в атмосферу Земли. Прогнозируют, что к 2020 году на Интернет будет приходиться 20% всей эмиссии CO2.

 

8 место. Экономика должна быть экономной

 

Современное сельское хозяйство производит в два раза больше продуктов, чем необходимо людям. Более 50% зерна, реализуемого по всему миру, идёт на корм скоту или применяется для получения биотоплива.

 

7 место. Вода, кругом вода

 

70% пригодной к употреблению пресной воды расходуется на сельское хозяйство, 22% забирает промышленность и только 0,08% используется в повседневной жизни.

 

6 место. Альтернативные источники энергии

 

Крематорий в шведском городе Хельсингборг снабжает теплом 60 000 домов, что составляет 10% вырабатываемой энергии местной энергетической компании.

 

5 место. Рыбку жалко

 

На огромных океанских лайнерах бизнес-класса есть поля для гольфа. Основной проблемой этой игры является то, что мячи частенько улетают за борт. Одно немецкое предприятие стало выпускать специальные мячи в виде спрессованного рыбьего корма для игроков, которым не чужда забота о живом.

 

4 место. Кенгуру не умеют портить воздух

 

Кенгуру уникальные животные — они не способны пускать газы. Образуемый в желудке этих животных метан беспрерывно перерабатывается и всасывается обратно. Ученые ищут ген, ответственный за такое поведение, чтобы снабдить им коров, и в итоге уменьшить выбросы газов в атмосферу.

 

3 место. И бумага тоже бывает вредной

 

Бумажные пакеты не менее вредны для природы, чем пластиковые. Они занимают много места, требуют больше энергии для их переработки и производства, а на свалке из-за послойного расположения разлагаются не быстрее, чем их полиэтиленовые аналоги.

 

2 место. Уникальное светорешение

 

Заботой о сбережении энергии озадачились в китайском городе Донгтан. Проблему разрешила фирма Philips: ночью улица в этом городе освещается минимально, но как только на ней возникает велосипедист или машина, мгновенно включается освещение.

 

1 место. В обозримом будущем – живое под угрозой

 

По словам знаменитого Гарвадского биолога Уилсона ежегодно исчезает около 30 000 видов живых организмов. К концу этого столетия планета Земля лишится около половины своего нынешнего биоразнообразия.

 

Прогнозируют, что к 2050 году четверть всех видов живых организмов будет находиться под угрозой исчезновения.

 

Есть повод задуматься…

http://www.zel-veter. ru

 

Экология и мифы, которые ее убивают

Экологические проблемы беспокоят все мировое сообщество, однако далеко не все знают, как остановить загрязнение окружающей среды. Одни думают, что бумажные стаканчики легко разлагаются, другие верят в безвредность электробусов. Редакция Т&Р в рамках спецпроекта #надоразобраться собрала самые распространенные мифы об экологии и разобралась, насколько они обоснованны.

Электробусы безопасны для окружающей среды

Электробусы становятся более популярными, например, в Москве их насчитывается уже 333. Многие уверены, что этот транспорт не наносит никакого вреда окружающей среде. Но это не так! Выбросы в атмосферу происходят не во время эксплуатации, а в процессе самого производства.

При производстве комплектующих дизельного транспорта в атмосферу выбрасывается 5,6 тонн углекислого газа, а при создании электромобиля — 8,8 тонн. Выбросы этого вещества — причина глобального потепления, которое влечет за собой вымирание некоторых видов животных, уничтожение плодородных земель. Кроме того, батарея, используемая в электробусах, трудно перерабатывается из-за того, что содержит небольшое количество лития, кобальта и никеля. Поэтому чаще всего такие батареи не утилизируются. Пока что в Европе на утилизацию идет всего 5% лития, остальное сжигается или выбрасывается на свалки.

Пластик разлагается дольше, чем стекло

Не переработанные стекло и пластик могут нанести вред окружающей среде. При этом если выкинутая пластиковая бутылка разлагается 450-500 лет, то стекло — более 1000 лет.

Однако не весь пластик гниет сотни лет. Например, биопластик, производимый из органических отходов, перерабатываемых полимеров, разлагается в течение полугода в домашнем или промышленном компосте. Биоразлагаемые полимеры обладают способностью к ускоренному разложению в природных условиях. Доля таких материалов на рынке Европы на 2020 год составляет около 5%.

Заботиться о мире и отправлять отходы на переработку нужно сейчас. По прогнозам благотворительной организации Ellen MacArthur Foundation, к 2050 году в океанах будет больше пластика, чем рыбы.

Товары с пометками «эко» и «био» всегда лучше

К сожалению, нет. Чаще всего — это маркетинговый ход для привлечения людей, следящих за экологией или своим здоровьем. У этого метода даже есть свое название «гринвошинг» — экологическое позиционирование продукта или компании без основания.

Термин «гринвошинг» придумал эколог Джей Вестервельд в 80-х. Тогда на фальшивом эко-позиционировании бренда попались несколько компаний. Так, крупная нефтяная корпорация Chevron заказала серию дорогих телевизионных и печатных рекламных роликов для демонстрации своей заботы об окружающей среде. Но вскоре выяснилось, что Chevron нарушала закон о сохранении чистого воздуха, а также загрязняла места обитания животных. Спустя 40 лет бренды все еще используют этот прием. И он действует. Так, каждый пятый россиянин считает, что товары с маркировками «био», «эко», «органик» безопасны для окружающей среды и человека.

В итоге же отметки полезны только брендам: маркировка повышает конкурентоспособность товара и открывает возможность стать востребованным на западных рынках.

Тем не менее, в мире и в России есть бренды, которые используют «эко» маркировки не для галочки. «Например, в России это «листок жизни» — единственная экомаркировка, признанная на международном уровне благодаря научному подходу к оценке продуктов, проектов и услуг на базе комплексного анализа жизненного цикла».

Бумажный пакет экологичнее пластикового

Похоже на правду, но нет. По данным Greenpeace, при производстве бумажных пакетов в атмосферу выбрасывается на 70% больше вредных веществ, чем при изготовлении пластиковых. А сброс отходов в водоемы увеличивается в 50 раз.

Бумажные пакеты могут быть экологичнее пластиковых только при одном условии: если их создали из макулатуры — бумаги и картона, которые уже были в употреблении. Пакет, изготовленный из первичной целлюлозы крайне не экологичен — процесс его производства наносит существенный вред окружающей среде. Чтобы «оправдать» выбросы, которые были при производстве одного бумажного пакета, нужно им воспользоваться минимум 12 раз.

В погоне за мнимым эко-трендом все больше ритейлеров переходит на бумажные пакеты, выдавая до 6 млн пакетов в год в каждом магазине. Это равносильно вырубке 9000 деревьев для обслуживания одной точки продаж. При этом бумажные пакеты почти невозможно переработать из-за того, что крафт легко намокает, рвется и пачкается.

Важно оценивать весь жизненный цикл товаров и, в том числе, учитывать, сколько ресурсов требуется для их производства. Если берете пакет — используйте его максимальное количество раз. Так, одноразовый пластиковый пакет может быть использован повторно до 40 раз, после чего вторично переработан. Самый экологичный вариант — носить авоськи или шопперы. Они многоразовые, их можно зашить или постирать при необходимости.

Энергосберегающие лампочки безопасны для природы

Энергосберегающие лампочки удобны для потребителя, так как служат от 2 до 20 часов. При этом не все знают об их негативной стороне — ртути. Она содержится в лампах и требует специальной утилизации: относится к 1 классу опасности вредных веществ.

Если выкинуть лампу в обычную мусорку — она легко разобьется. Тогда появятся пары ртути: они вредят как природе, так и человеку. Например, согласно исследованию американских ученых, излучение от ламп может вызывать у женщин рак груди.

Поэтому лампу нужно отнести в пункт утилизации. Сделать это легко. Например, на сайте Recyclemap.ru выберите город и найдите место, где ее можно сдать. Жители Москвы могут посмотреть официальный перечень таких предприятий.

Если пакет называется биоразлагаемым, то он экологичный

Как бы приставка «био» ни вводила в заблуждение, но биоразлагаемые пакеты нельзя полностью утилизировать. Чаще всего они производятся из оксоразлагаемых полимеров, которые просто быстрее разлагаются под воздействием ультрафиолета.

Срок разложения таких «био» пакетов в природе варьируется от 1 года до 3 лет. И пока идет процесс гниения, вместе с ним окружающая среда загрязняется микропластиком. В итоге он мигрирует по пищевой цепи и попадает в еду.

Например, его частицы нашли в соли и рыбе. Некоторые химические элементы снижают качество таких пакетов, из-за чего их сложно переработать. Возможно, в будущем будут созданы полностью экологичные биопакеты, но пока что их использование нужно по возможности уменьшить до минимума.

Избежать такой ситуации можно только при соблюдении межгосударственного стандарта по утилизации оксоразлагаемых упаковок. Он гласит, что материал должен направляться на специализированный полигон для переработки.

Леса полностью обеспечивают нашу землю кислородом

Удивительно, но нет. Лес действительно производит кислород, но и сам его потребляет. И только деревья, которые еще начинают расти, вырабатывают больше кислорода, чем им требуется.

Одна из иллюстраций этого мифа — Дождевые леса Амазонии. Их часто называют «легкими планеты». Однако это не совсем так. Морские водоросли и другие водные растения — вот кто производит около 70% кислорода. Можно сказать, что наши с вами легкие — буквально в мировом океане. И приходится им сейчас нелегко. Ученые изучают, в частности, что происходит, с фитопланктоном, который погибает от потепления океанов. На его долю приходится половина кислорода на Земле. Несмотря на это, леса действительно надо беречь.

Земные леса поглощают около четверти мировых выбросов углекислого газа в мире. В основном за счет тех деревьев, которые находятся на активной стадии роста. Таким образом, посадив и сохранив больше деревьев, мы можем снизить выбросы парниковых газов, которые и способствуют нагреванию океанов и гибели планктона, вырабатывающего кислород.

Хлопок — это экологичный материал

Он кажется нам приятным на ощупь, но окружающей среде, к сожалению, вредит. Для производства 1 килограмма хлопка требуется 20 тысяч литров воды. А чтобы сделать 1 хлопковую футболку — 2,7 тысячи литров. И это много, учитывая, что примерно половина всего текстиля в мире изготовлена из хлопка.

Однако не все так однозначно. Надо учитывать весь жизненный цикл материала и тот факт, что само производство хлопка требует больших энергетических и водных ресурсов. Как раз по этой причине осушили бессточное озеро — Аральское море. Возможно, вы о нем раньше и не слышали. Однако именно его воды использовались для выращивания хлопка в Центральной Азии. ООН назвала это событие одной из самых страшных экологических катастроф на планете. Кроме того, поля с хлопком часто обрабатывают пестицидами, которые опасны для здоровья. Несмотря на это, их часто обнаруживают в близлежащих реках, располагающихся рядом с хлопковым производством. Есть, конечно, и абсолютно экологически чистый хлопок, но он не распространен и требует больших ресурсов для производства.

Большинство мусора — пластик

Звучит убедительно, но нет. Пластик — точно не основной источник загрязнения экологии. Хотя логично, почему про него часто говорят в этом контексте: пластиковые отходы не тонут, поэтому более заметны.

За год в мире выбрасывают 2 миллиарда тонн твердых бытовых отходов; на Россию приходится 70 миллионов тонн. Почти половина (44%) — это органический и пищевой мусор, 17% — бумага и картон, а пластиковые отходы составляют около 12%. В Европе и Центральной Азии доля пластикового мусора — 11,5%. Для сравнения посмотрите на страны с менее развитой экономикой. Так, в Южной Азии только 8% от всех отходов — пластик, а в Центральной Африке — 8,6%.

Лидерство по объемам пластиковых отходов вынуждает страны Европы предпринимать меры по их переработке. Так, государства, состоящие в ЕС, решили, что к 2025 году они должны обрабатывать 50% пластика.

Сортировать мусор бесполезно

Многие уверены в том, что сортировка мусора бесполезна. Зачем сортировать, если все свозят на одну свалку? Однако, это не так, существуют организации, которые занимаются его разделением.

В России ежегодно выбрасывается 55-60 млн.тонн твердых отходов — это 1-2% от всего количества мусора в стране. Мусорные полигоны занимают территорию в 4 млн.га. Некоторые мусороперерабатывающие заводы самостоятельно занимаются сортировкой отходов, однако это становится невозможным, если мусор не был разделен заранее!

Научиться бережно относиться к природе можно с помощью соблюдения принципа Zero Waste. Его суть — в уменьшении количества отходов. Это достигается с помощью их повторного использования.

Мы ежедневно сталкиваемся с fake facts, заблуждаемся и искажаем картину мира, а с некоторыми ложными установками живем всю жизнь. Пора это исправить. В нашем научно-просветительском проекте #НАДОРАЗОБРАТЬСЯ рассказываем, как защитить себя от фейков, научиться их распознавать, и развеиваем самые распространенные мифы об окружающем нас мире.

Экологические проблемы — от осознания к действию

Долгое время вопросы экологии и бережливости были далеко не на первом месте для потребителей в России. Но, как показали исследования GfK, уровень осознания экологических проблем растет, а бережливое потребление может стать новым трендом.

Экология в приоритете?

Основным приоритетом развития нашей страны должна стать экология, – сегодня так считают 64% россиян. В 2015 году эта доля составляла 56%.

Вместе с осознанием растет и уровень беспокойства. Экологическая катастрофа больше всего пугает меня в будущем, — в 2015 году так считали 9% россиян. В 2019 году — уже 22%.

Наиболее значимыми экологическими проблемами россияне считают загрязнение воды и воздуха. Более 50% покупателей назвали пластиковые отходы одной из пяти главных экологических проблем в России.

Кто должен нести ответственность

По данным исследования GfK Plastic Study, проведенного в 2019 году в странах Европы и в России, большинство европейских потребителей считают, что ответственность за контроль за пластиковыми отходами должны нести производители. В России уникальная ситуация – у нас большинство потребителей считают, что Правительство должно взять на себя ведущую роль в этом вопросе. Это может быть связано с тем, что базовая задача – готовность инфраструктуры для контроля за пластиковыми отходами, их утилизации и переработки – не решена, а силами одного только Бизнеса или Потребителя ее не выполнить.

Ответственное потребление и бережливость

Конечно, дело не только в экоинфраструктуре, важна сознательность. Массовый потребитель (не только россияне) пока еще довольно далек от философии авангардного движения ответственных потребителей «Нулевые отходы» (ZERO Waste), которое пропагандирует максимальное сокращение отходов, а также экономию воды, электроэнергии и других ресурсов. В среднем один потребитель выбрасывает более 500 кг отходов в год. Это не только пластик и другие твёрдые отходы, но и выброшенные продукты. По данным исследования GfK Retail Monitor, 26% российских домохозяйств выбрасывают продукты раз в неделю и чаще, и 12% — выбрасывают более 60% купленного. Чаще всего выбрасывается хлеб, свежие овощи и фрукты, молочные продукты и детское питание.

И все же есть вопросы, где российский потребитель готов взять на себя посильную ответственность. Правда, стоит отметить, что главный мотиватор пока не столько абстрактная экология или потребность сохранить «общий дом» в чистоте для новых поколений, сколько экологичность, которая в сознании потребителя четко связана с безопасностью – главным приоритетом для россиян.

Уже больше половины российских потребителей имеют привычку ходить в магазин со своей сумкой. Многие учатся обходиться без одноразовых пакетов. Более 11,6 млн.[1] российских домохозяйств стараются их не использовать. Это на 13% больше, чем год назад.

Кроме этого, рациональное покупательское поведение и бережливые покупки являются стандартной практикой для массового покупателя. Данные потребительской панели GfK показывают, что доля тех, кто закупается впрок, снижается. Основной тренд – растет частота походов в магазин, чтобы покупать чаще, но ровно то, что необходимо. 55% покупают по списку[2], стремясь покупать рационально.

Некоторые потребители идут дальше, отказываясь от удобства одноразовых вещей в пользу многоразовых. И для защиты окружающей среды готовы мириться с меньшей эффективностью моющих средств.

Покупатели готовы доплачивать за определенные экологичные характеристики товара – 94% респондентов исследований GfK готовы заплатить больше за натуральный продукт, 90% за упаковку не из пластика. К примеру, наиболее продвинутые потребители готовы вернуться к алюминиевым тубам для зубных паст и к зубным щеткам из дерева и натуральной щетины, несмотря на разницу в цене более чем в три раза. Средства для мытья посуды, которые декларируют защиту окружающей среды, выросли на +35% в объемах.

А вот энергоэффективность пока не столь актуальный вопрос в России, в отличие от стран Европы, где высокие тарифы и требовательные законы. Пока россиян при выборе техники больше волнует производительность и мощность. За что у нас потребитель готов платить, так это за дополнительную безопасность и комфорт, выбирая, к примеру, более тихие (и попутно экономичные) модели с инверторными моторами, например, в холодильниках, или стиральные машины с дополнительной функцией обработки паром, чтобы обеспечить повышенный уровень гигиены.

Но скорее всего, в ближайшие годы мы увидим рост спроса на энергоэффективные и экономичные товары, если станут реальностью расчёты, что ежегодный рост тарифов на электроэнергию для населения до 2036 года составит 5%.

«Мы ожидаем, что экология, экологичность и бережливое потребление в ближайшие годы станут весьма актуальными темами. Это связано с тем, что в возраст активного покупателя будет вступать поколение Z, которое по своим ценностям сильно отличается от поколений X и Y. Они более толерантные и социально-ответственные, имеют активную позицию по вопросам сохранения ресурсов и защиты окружающей среды», — говорит Татьяна Кокорева, заместитель руководителя отдела исследований потребительской панели GfK Rus.


[1] По данным потребительской панели GfK, за период с августа 2018 по июль 2019

[2] По данным потребительской панели GfK, репрезентативна структуре домохозяйств России

Download (PDF)

видео, фото, факты, решение. MUST KNOW

Согласно оценкам учёных экологической сферы, человечество в настоящее время живёт за счёт будущих поколений, которых ожидают наиболее худшие условия для жизни на планете. Это, в первую очередь, касается здоровья и социального благополучия на Земле. Впервые о проблемах экологии всерьёз заговорили в 80-х годах XX столетия. Экологическими проблемами принято называть ряд факторов, которые свидетельствуют о деградации окружающей природной среды. Чаще всего экологические проблемы вызваны деятельностью человека на Земле. С развитием промышленности неизменно появлялись проблемы, которые негативно влияют на равновесие в экологической среде, компенсировать их крайне сложно.

Глобальные экологические проблемы на Земле

На данный момент мировая экология в критическом состоянии. Её основные глобальные проблемы:

— уничтожение тысяч видов растений и животных, постоянный рост числа исчезающих видов;

— уменьшение запасов полезных ископаемых, иных жизненно важных ресурсов;

— истребление человеком лесного массива;

— загрязнение атмосферы и недостаток чистого воздуха в некоторых зонах земного шара;

— осушение и загрязнение мирового океана;

— нарушение озонового слоя, выполняющего защитные функции от космических излучений;

— загрязнение естественного ландшафта.

Проблемы экологии (видео). Посмотрите!

 

На современном этапе существования, на нашей планете практически отсутствует поверхность, которая не тронута человеком, где нет искусственно созданных элементов.

Экологические проблемы распространены практически везде, они создают угрозу для жизнедеятельности как отдельным живым обитателям Земли, так и в глобальном смысле всему человечеству.

Экологические проблемы также часто спровоцированы и стихийными бедствиями, например, наводнениями, извержениями вулканов.

Однако на первом месте всё же стоит деятельность человечества. На протяжении эволюции человеческой расы мы неизменно и постепенно наращивали темпы влияния и загрязнения окружающей нас среды.

Следствие – загрязнения окружающей среды, а также своеобразный «ответ» на несоблюдение человеком нормальных связей – истощение ресурсов, трансформация отдельных естественных компонентов и вообще естественных комплексов.

Принципы организации общества, его экономической базы, являются губительными для окружающей среды. Многие области человеческой деятельности угрожают природе.

Основной проблемой современного развития человечества является то, что в нас редко воспитывают любовь к природе, заботу о последней. Человек – существо достаточно эгоистическое. Он создаёт условия для индивидуального комфорта, при этом губит природу.

Мы наносим вред окружающей среде и будущим поколениям человечества, но не задумываемся о собственных действиях.

Именно поэтому, сегодня следует уделять пристальное внимание решению экологических проблем, воспитанию человека в единстве с природой.

Современные экологические проблемы требуют немедленного решения. Следует помнить и знать, что сохранение природы, здоровое будущее планеты – наша прерогатива!

ООН в процессе саммитов, посвящённых глобальным проблемам экологии, разработала концепцию стойкого развития человечества, предусматривающая два подхода:

1) «тотальное очищение», связывающее стойкое развитие человечества непосредственно с экологически чистой энергетикой, запертыми циклами производства, безотходной технологией;

2) стратегию ограниченного потребления.

Ведущими странами мира предприняты некоторые конкретные шаги с целью ограничения загрязнения атмосферы: разработаны и подписаны протоколы относительно постепенной минимизации выбросов углекислого газа («виновника» парникового эффекта), относительно прекращения производства фреонов, которые разрушают озоновый слой.

Нужно помнить, что глобальные проблемы взаимосвязаны, а решение стоит искать в цепочке и в комплексе с общими усилиями Мирового сообщества.

Никто не спорит, что благополучие невозможно без применения ресурсов, но следует призадуматься над тем, что нефть и газ скоро могут закончиться. Экологические проблемы мира задевают всех и каждого, не стоит оставаться равнодушными!

В конце особенно хочется обратить ваше внимание, что мы, люди, хоть и наделены эго, но любовь к прекрасному в нас тоже «вшита». Каждая клеточка стремится нести свет и радость в мир. Мы можем позаботиться о лучшем будущем для себя, для своих детей, внуков, для природы в целом. Главное обратить внимание внутрь себя, на то ощущения, а может отпустить божью коровку на веточку, а не в баночку. Обратить внимание на мимолётный импульс выкинуть бутылку в мусорный бак именно для пластика. Или удивить окружающих и поучаствовать во всемирном челлендже по уборке грязного участка в парке, например. Сделать фото до и после и, конечно же, выложить их в соцсеть))) Естественно с целью популяризации движения за чистую природу и чистые зелёные лужайки, где можно потом лежать на травке в жёлтых одуванчиках, мечтать о прекрасном и смотреть на пролетающие облака в виде морского конька или дракона. Ммм…

30 фактов об экологии Калининградской области

Калининградская область — самая западная область России, в которой в последние годы большое внимание уделяется охране окружающей среды и решению экологических проблем региона и Балтийского моря. Мы собрали 30 фактов об экологии Калининградской области.

Качество атмосферного воздуха

Долгие годы город был включен в список российских городов, отличающихся значительным уровнем загрязнения атмосферных слоев. Однако несколько лет назад Калининград был вычеркнут из этого списка. Более того, по свежим данным Калининградского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, в городе улучшилось качество атмосферного воздуха, а в атмосфере снижается количество вредных веществ.  

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

По статистике, в Калининградской области за год объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух уменьшился на 25,6% – это самое большое снижение уровня загрязнения атмосферы среди всех регионов.  

Показатели загрязненности сточных вод

За последние годы в Калининградской области специалисты отметили уменьшение основных показателей загрязненности сточных вод – биологического потребления кислорода (БПК) и химического потребления кислорода (ХПК).  

Качество воды

Одной из основных экологических проблем в области до недавнего времени было отсутствие современных очистных сооружений. В основных крупных городах области к середине 2017 года были запущены современные очистные сооружения. Благодаря этому сточные воды стали очищаться в три раза лучше. В июле 2017 года самые крупные современные очистные сооружение открылись в  Калининграде – их мощность составила 150 тыс. куб. м. в сутки. До 2020 года планируется построить очистные сооружения в Янтарном, п. Храброво Гурьевского городского округа и п. Рыбачий Зеленоградского городского округа.  

Использование современных экотехнологий

При строительстве очистных сооружений впервые применили современные технологии очистки сточных вод. В частности, мембранные очистные сооружения и очистные сооружения растительного типа.  

Несанкционированные свалки

На территории области нет несанкционированных свалок. В частности, в конце 2016 года была закрыта самая большая свалка ТБО в пос. Космодемьянского в Калининграде. Она действовала еще с 1978 года. Из-за негативного влияния на здоровье калининградцев и бассейн Балтийского моря она еще в 2010 году была включена в список «горячих точек» ХЕЛКОМ (Хельсинской комиссии по защите морской среды Балтийского моря).  

Совместное потребление

Несколько лет в Калининграде действует движение фримаркетов. Бесплатные ярмарки, на которых можно обменяться ненужными вещами, проходят в городе в последнее воскресенье каждого месяца, а в группе Фримаркеты в Калининграде состоит уже около 3500 участников. Кроме того, с 2016 года в городе запустили инициативу фудшеринга — проекта по спасению еды от утилизации. Основная задача проекта — связать магазины и кафе, в которых возникают излишки съедобных продуктов, которые по каким-либо причинам не могут быть использованы заведениями — с волонтерами, готовыми ответственно и профессионально спасти еду.  

Экологические проекты в сфере обращения с отходами

Калининградская область попала в список приоритетных регионов по реализации экологических проектов в сфере обращения с отходами и ликвидации нанесенного экологического вреда.  

Рекультивация свалок

Чтобы и в дальнейшем не загрязнять отходами почву и водные объекты, в области планируют рекультивировать 26 закрытых свалок в области.  

Новая схема обращения с мусором

С конца 2016 года в области действует новая территориальная схема обращения с отходами. Она предполагает строительство двух новых современных комплексов по переработке отходов – в районах п. Корнево Багратионовского городского округа и п. Сычево Зеленоградского городского округа.  

 Переработка отходов

Глава региона Антон Алиханов планирует также разработать такую схему обращения с отходами, благодаря которой в области будет активнее работать переработка отходов и увеличится производство различных товаров из вторсырья.  

Год экологии

Во время Года экологии в России Калининградская область вошла в число 13 регионов страны, на территориях которых реализуются региональные проекты по сокращению негативного воздействия на окружающую среду.  

Проект «Чистая страна»

В области запустили приоритетный проект «Чистая страна», в рамках которого началась рекультивация городского полигона ТБО и золоотвала «Дарита». Рекультивация позволит снизить негативное воздействие на окружающую среду и Балтийское море и улучшить здоровье калининградцев.  

Лесная программа региона

Раньше Калининград называли городом-садом из-за большого количества зеленых насаждений. После нескольких лет вырубок в городе и области вновь взялись за Лесную программу. Сейчас здесь работают над созданием системы мониторинга состояния леса и контроля над вырубками.  

Особо охраняемые природные территории

В области существует сеть особо охраняемых природных территорий, включающая национальный парк «Куршская коса» и семь заказников.  

Восстановление лесов и запрет вырубок

Не так давно леса в природном парке «Виштынецкий», природных заказниках «Дюнный» и «Громовский» вывели из коммерческого оборота и запретили вырубать. Кроме того, в регионе активно ведутся работы по восстановлению леса. В лесной фонд будут возвращены незаконно выведенные из него земли, в том числе ценные леса на берегу Балтийского моря.

Сохранение биоразнообразия

В Калининградской области обитает около 409 видов позвоночных животных, из них к категории редких и очень редких относятся 176. Для сохранения биоразнообразия животных в регионе запретили охоту на оленей и лосей на особо охраняемых природных территориях.

Экологические организации

В Калининградской области действуют ряд экологических организаций, которые занимаются экопросвещением жителей, работой с детьми и подростками, проведением экоконкурсов, субботников и экомероприятий. Среди них — Калининградское отделение организации ЭКА, Детско-юношеский центр экологии, краеведения и туризма, МЭОО «Зеленый фронт» и другие.

 Закрытие вредных производств

После многочисленных жалоб жителей приостановил свою работу завод по плавке металлов ООО «Браво БВР» в поселке Прибрежном.

Экологический Совет

При Правительстве Калининградской области вновь начал действовать экологический Совет. На заседаниях местные экологи и активисты помогают разрабатывать рекомендации по улучшению состояния окружающей среды.

Стратегия развития лесного хозяйства

Количество лесов в области — 18,6 %. Чтобы сохранить и увеличить лесные запасы, в регионе разработали стратегию развития лесного хозяйства до 2025 года.

Балтийская коса

Уникальная Балтийская коса должна получить в скором времени статус особо охраняемой природной территории регионального значения. Этот вопрос взял под личный контроль губернатор Антон Алиханов. По мнению главы региона, Балтийская коса должна стать излюбленным местом отдыха всех калининградцев и гостей региона, а не элитным поселком для узкой группы людей.

Восстановление популяции зубра

В рамках программы Российско-Польского приграничного сотрудничества на территории области планируют начать реинтродукцию популяций европейского зубра, а также создать племенной центр по разведению европейской лани и оленей.

Создание биосферного парка

На базе особо охраняемой природной территории «Природный парк «Виштынецкий» ведется работа по созданию Виштынецкого биосферного парка. Благодаря новому статусу здесь планируют развивать экотуризм и внедрять экологичные технологии для производства.

Ветряная энергетика

По расчетам специалистов, Калининградская область может полностью обеспечивать себя энергией ветра. Первый ветрогенератор появился здесь еще в 1998 году. Позже здесь установили еще 20 ветряков. Теперь Зеленоградская ветроэлектростанция, расположенная в поселке Куликово, является крупнейшей в России, её общая мощность составляет 5,1 МВт. Кроме того, к чемпионату мира по футболу-2018 возле поселка возле поселка Ушаково на берегу Калининградского залива строится новый ветропарк. Предполагается, что часть объектов ЧМ будет обеспечиваться за счет энергии ветра.

Солнечная энергетика

По количеству солнечных дней в году Калининградская область близка к Сочи. Поэтому здесь начали развитие альтернативных источников энергии. Так, в 2014 году в поселке Луговое установили первую в регионе солнечную электростанцию. Она питает уличные фонари, освещающие центр поселка.

Международное экосотрудничество

Ежегодно в Калининградской области проводятся Российско-Германские дни экологии. На них экологи из России и Германии делятся своим опытом экопроектов.

Балтийское море

Кроме того, в области запущен флагманский проект Стратегии Европейского союза для региона Балтийского моря IWAMA (Интерактивное управление водными ресурсами). В рамках проекта его участники изучают и распространяют опыт по управлению иловыми осадками и энергетическими ресурсами на очистных сооружениях.

Водный менеджмент

С сентября 2017 года в регионе стартовал совместный проект с организациями в сфере водного менеджмента и очистки сточных вод из Финляндии, России, Латвии, Польши и Эстонии. Проект предполагает эффективную очистку производственных сточных вод «BEST». По результатам работы специалистов из разных стран за три года планируется сократить выброс биогенных и химически опасных загрязняющих веществ в Балтийское море.

Международный проект по исследованию качества воды

Другой крупный международный экопроект, в котором участвует область, — совместный со Швецией «WaterNets-Ru». В рамках проекта перенимается опыт шведских коллег по управлению водными ресурсами. В качестве пилотной территории выбрали водосборный бассейн реки Гурьевка. Проект предусматривает исследование качества воды и содержания биогенных элементов, а также инвентаризацию источников загрязнения. Фото: minprirody.gov39.ru, Pixabay, vishtynec.gov39.ru,

Экологические проблемы энергетического обеспечения человечества

Экологические проблемы энергетического обеспечения человечества

Введение. Энергия – проблемы роста потребления

    Энергетический кризис – явление, возникающее, когда спрос на энергоносители значительно выше их предложения. Его причины могут находиться в области логистики, политики или физического дефицита.

    Потребление энергии является обязательным условием существования человечества. Наличие доступной для потребления энергии всегда было необходимо для удовлетворения потребностей человека, увеличения продол­жительности и улучшения условий его жизни.
    История цивилизации – история изобретения все новых и новых методов преобразования энергии, освоения ее новых источников и в конечном итоге увеличения энергопотребления.
    Первый скачок в росте энергопотребления произошел, когда человек научился добывать огонь и использовать его для приготовления пищи и обогрева своих жилищ. Источниками энергии в этот период служили дрова и мускульная сила человека. Следующий важный этап связан с изобретением колеса, созданием разнообразных орудий труда, развитием кузнечного производства. К XV веку средневековый человек, используя рабочий скот, энергию воды и ветра, дрова и небольшое количество угля, уже потреблял приблизительно в 10 раз больше, чем первобытный человек. Особенно заметное увеличение мирового потребления энергии произошло за последние 200 лет, прошедшие с начала индустриальной эпохи, – оно возросло в 30 раз и достигло в 1998 г. 13.7 Гигатонн условного топлива в год. Человек индустриального общества потребляет в 100 раз больше энергии, чем первобытный человек.
    В современном мире энергетика является основой развития базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного производства. Во всех промышленно развитых странах темпы развития энергетики опережали темпы развития других отраслей.
    В то же время энергетика – один из источников неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека. Она влияет на атмосферу (потребление кислорода, выбросы газов, влаги и твердых частиц), гидросферу (потребление воды, создание искусственных водохранилищ, сбросы загрязненных и нагретых вод, жидких отходов) и на литосферу (потребление ископаемых топлив, изменение ландшафта, выбросы токсичных веществ).
    Несмотря на отмеченные факторы отрицательного воздействия энергетики на окружающую среду, рост потребления энергии не вызывал особой тревоги у широкой общественности. Так продолжалось до середины 70-х годов, когда в руках специалистов оказались многочисленные данные, свидетельствующие о сильном антропогенном давлении на климатическую систему, что таит угрозу глобальной катастрофы при неконтролируемом росте энергопотребления. С тех пор ни одна другая научная проблема не привлекает такого пристального внимания, как проблема настоящих, а в особенности предстоящих изменений климата.
    Считается, что одной из главных причин этого изменения является энергетика. Под энергетикой при этом понимается любая область человеческой деятельности, связанная с производством и потреблением энергии. Значительная часть энергетики обеспечивается потреблением энергии, освобождающейся при сжигании органического ископаемого топлива (нефти, угля и газа), что, в свою очередь, приводит к выбросу в атмосферу огромного количества загрязняющих веществ.
    Такой упрощенный подход уже наносит реальный вред мировой экономике и может нанести смертельный удар по экономике тех стран, которые еще не достигли необходимого для завершения индустриальной стадии развития уровня потребления энергии, в том числе России. В действительности все обстоит гораздо сложнее. Помимо парникового эффекта, ответственность за который, частично лежит на энергетике, на климат планеты оказывает влияние ряд естественных причин, к числу важнейших из которых относятся солнечная активность, вулканическая деятельность, параметры орбиты Земли, автоколебания в системе атмосфера-океан. Корректный анализ проблемы возможен лишь с учетом всех факторов, при этом, разумеется, необходимо внести ясность в вопрос, как будет вести себя мировое энергопотребление в ближайшем будущем, действительно ли человечеству следует установить жесткие самоограничения в потреблении энергии с тем, чтобы избежать катастрофы глобального потепления.

Современные тенденции развития энергетики


 Рис. 5.37. Мировое потребление коммерческой энергии Е и численность населения Р во второй половине XX столетия
    Общепринятая классификация подразделяет источники первичной энергии на коммерческие и некоммерческие.
    Коммерческие источники
энергии включают в себя твердые (каменный и бурый уголь, торф, горючие сланцы, битуминозные пески), жидкие (нефть и газовый конденсат), газообразные (природный газ) виды топлива и первичное электричество (электроэнергия, произведенная на ядерных, гидро-, ветровых, геотермальных, солнечных, приливных и волновых станциях).
    К некоммерческим относят все остальные источники энергии (дрова, сельскохозяйственные и промышленные отходы, мускульная сила рабочего скота и собственно человека).
    Мировая энергетика в целом на протяжении всей индустриальной фазы развития общества основана преимущественно на коммерческих энергоресурсах (около 90% общего потребления энергии). Хотя следует отметить, что существует целая группа стран (экваториальная зона Африки, Юго-Восточная Азия), многочисленное население которых поддерживает свое существование почти исключительно за счет некоммерческих источников энергии.
    Различного рода прогнозы потребления энергии, базирующиеся на данных за последние 50-60 лет предполагают, что примерно до 2025 г. ожидается сохранение современного умеренного темпа роста мирового потребления энергии – около 1.5% в год и проявившая себя в последние 20 лет стабилизация мирового душевого потребления на уровне 2.3-2.4 т усл.топл./(чел.-год). После 2030 г. по прогнозу начнется медленное снижение среднемирового уровня душевого потребления энергии к 2100 г. При этом общее потребление энергии обнаруживает явную тенденцию к стабилизации после 2050 г. и даже слабого уменьшения к концу века.
    Одним из важнейших факторов, учитывавшихся при разработке прогноза, является обеспеченность ресурсами мировой энергетики, базирующейся на сжигании ископаемого органического топлива.
    В рамках рассматриваемого прогноза, безусловно, относящегося к категории умеренных по абсолютным цифрам потребления энергии, исчерпание разведанных извлекаемых запасов нефти и газа наступит не ранее 2050 г., а с учетом дополнительных извлекаемых ресурсов – после 2100 г. Если принять во внимание, что разведанные извлекаемые запасы угля значительно превосходят запасы нефти и газа, вместе взятые, то можно утверждать, что развитие мировой энергетики по данному сценарию обеспечено в ресурсном отношении более чем на столетие.
    Вместе с тем, результаты прогнозов дают значительный разброс, что хорошо видно из подборки некоторых опубликованных данных прогнозов на 2000 г.

Таблица 5.7. Некоторые недавние прогнозы энергопотребления на 2000 г.
(в скобках – год публикации) и его действительное значение.

Прогностический центр Потребление первичной энергии,
Гт усл.топл./год
Институт атомной энергии (1987) 21.2
Международный институт прикладного системного анализа (IIASA) (1981) 20.0
Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) (1981) 18.7
Окриджская национальная лаборатория (ORNL) (1985) 18.3
Международная комиссия по изменению климата (IPCC) (1992) 15. 9
Лаборатория глобальных проблем энергетики ИБРАЭ РАН–МЭИ (1990) 14.5
Действительное энергопотребление 14.3

    Уменьшение энергопотребления по отношению к прогнозируемому связаны, прежде всего, с переходом от экстенсивных путей ее развития, от энергетической эйфории к энергетической политике, основанной на повышении эффективности использования энергии и всемерной ее экономии.
    Поводом для этих изменений стали энергетические кризисы 1973 и 1979 годов, стабилизация запасов ископаемых топлив и удорожание их добычи, желание уменьшить обусловленную экспортом энергоресурсов зависимость экономики от политической нестабильности в мире.

Табл.5.8. Стоимость электроэнергии от различных источников в США в 2000 г. (долл. /кВт.ч).
Источник электроэнергии Стоимость
АЭС 0.14–0.15
ТЭС (уголь) 0.07–0.09
ГЭС (большие) 0.04
ГЭС (малые) 0.10–0.12
ТЭС (газовые) 0.04–0.06
ТЭС (биомасса) 0.07–0.10
ТЭС (геотермальные) 0.04
ВЭС (ветроустановки) 0.06–0.10
ГТЭС (гелиоустановки) 0.10–0.20

    Вместе с тем, говоря о потреблении энергии, следует отметить, что в постиндустриальном обществе должна быть решена еще одна основополагающая задача – стабилизация численности населения.
   
Современное общество, не решившее эту проблему или, по крайней мере, не предпринимающее усилий для ее решения, не может считаться ни развитым, ни цивилизованным, поскольку совершенно очевидно, что бесконтрольный рост населения ставит непосредственную угрозу существования человека как биологического вида.
    Итак, потребление энергии на душу населения в мире обнаруживает явную тенденцию к стабилизации. Следует отметить, что этот процесс начался еще около 25 лет тому назад, т.е. задолго до нынешних спекуляций на глобальном изменении климата. Такое явление в мирное время наблюдается впервые с начала индустриальной эпохи и связано с массовым переходом стран мира в новую, постиндустриальную стадию развития, в которой потребление энергии на душу населения остается постоянным. Указанный факт имеет весьма важное значение, поскольку в результате и величина общего потребления энергии в мире растет гораздо более медленными темпами. Можно утверждать, что серьезное замедление темпов роста энергопотребления оказалось полной неожиданностью для многих прогнозистов.

Кризис топливных ресурсов

    В начале 70-х годов страницы газет запестрели заголовками: «Энергетический кризис!», «Надолго ли хватит органического топлива?», «Конец нефтяного века!», «Энергетический хаос». Этой теме до сих пор большое внимание уделяют все средства массовой информации – печать, радио, телевидение. Основания для такой тревоги есть, ибо человечество вступило в сложный и достаточно долгий период мощного развития своей энергетической базы. Поэтому следуете просто расходовать известные сегодня запасы топлива, но расширяя масштабы современной энергетики, отыскивать новые источники энергии и развивать новые способы её преобразования.
    Прогнозов о развитии энергетики сейчас очень много. Тем не менее, несмотря на улучшившуюся методику прогнозирования, специалисты, занимающиеся прогнозами, не застрахованы от просчетов, и не имеют достаточных оснований говорить о большой точности своих прогнозов для такого временного интервала, каким являются 40-50 лет.
    Человек всегда будет стремиться обладать как можно большим количеством энергии, обеспечивающим движение вперед. Не всегда наука и техника дадут ему возможность получать энергию во всевозрастающих объемах. Но, как показывает историческое развитие, обязательно будут появляться новые открытия и изобретения, которые помогут человечеству сделать очередной качественный скачок и пойти к новым достижениям ещё более быстрыми шагами.
    Тем не менее, пока проблема истощения энергетических ресурсов остается. Ресурсы, которыми обладает Земля, делятся на возобновляемые и невозобновляемые. К первым относятся солнечная энергия, тепло Земли, приливы океанов, леса. Они не прекратят существования, пока будут Солнце и Земля. Невозобновляемые ресурсы не восполняются природой или восполняются очень медленно, гораздо медленнее, чем их расходуют люди. Скорость образования новых горючих ископаемых в недрах Земли определить довольно трудно. В связи с этим оценки специалистов различаются более чем в 50 раз. Если даже принять самое большое это число, то все равно скорость накопления топлива в недрах Земли в тысячу раз меньше скорости его потребления. Поэтому такие ресурсы и называют невозобновляемыми. Оценка запасов и потребления основных из них приведена в табл.5.44. В таблице приведены потенциальные ресурсы. Поэтому при существующих сегодня методах добычи из них можно извлечь только около половины. Другая половина остается в недрах. Именно поэтому, часто утверждают, что запасов хватит на 120-160 лет. Большую тревогу вызывает намечающееся истощение нефти и газа, которого (по имеющимся оценкам) может хватить всего на 40-60 лет.
    С углем свои проблемы. Во-первых, его транспортировка – дело весьма трудоемкое. Так в России, основные запасы угля сосредоточены на востоке, а основное потребление – в европейской части. Во-вторых, широкое использование угля связано с серьезным загрязнением атмосферы, засорением поверхности земли и ухудшением почвы.
    В разных странах все перечисленные проблемы выглядят различно, но решение их почти везде было одно – внедрение атомной энергетики. Запасы уранового сырья тоже ограничены. Однако если говорить о современных тепловых реакторах усовершенствованного типа, то для них, вследствие достаточно большой их эффективности, можно считать запасы урана практически безграничными.
    Так почему же люди заговорили об энергетическом кризисе, если запасов только органического топлива хватит на сотни лет, а в резерве ещё ядерное?
    Весь вопрос в том, сколько оно стоит. И именно с этой стороны нужно рассматривать сейчас энергетическую проблему. в недрах земли ещё много, но их добыча Нефти, газа стоит все дороже и дороже, так как эту энергию приходится добывать из более бедных и глубоко залегающих пластов, из небогатых месторождений, открытых в необжитых, труднодоступных районах. Гораздо больше приходится и придется вкладывать средств для того, чтобы свести к минимуму экологические последствия использования органического топлива.
    Атомная энергия внедряется сейчас не потому, что она обеспечена топливом на столетия и тысячелетия, а, скорее из-за экономии и сохранения на будущее нефти и газа, а также из-за возможности уменьшения экологической нагрузки на биосферу.
    Существует распространенное мнение, что стоимость электроэнергии АЭС значительно ниже стоимости энергии, вырабатываемой на угольных, а в перспективе – и газовых электростанциях. Но если подробно рассмотреть весь цикл атомной энергетики (от добычи сырья до утилизации РАО, включая расходы на строительство самой АЭС), то эксплуатация АЭС и обеспечение ее безопасной работы оказываются дороже, чем строительство и работа станции такой же мощности на традиционных источниках энергии (табл.5.8 на примере экономики США).
    Поэтому в последнее время все больший акцент делается на энергосберегающих технологиях и возобновляемых источниках – таких как солнце, ветер, водная стихия. Например, в Европейском союзе поставлена цель к 2010-2012 гг. получать 22% электроэнергии с помощью новых источников. В Германии, например, уже в 2001 г. энергия, производимая от возобновимых источников, была равносильна работе 8 атомных реакторов, или 3.5% всей электроэнергии.
    Многие считают, что будущее принадлежит дарам Солнца. Однако, оказывается и здесь все не так просто. Пока стоимость получения электроэнергии с применением современных солнечных фотоэлектрических элементов в 100 раз выше, чем на обычных электростанциях. Однако специалисты, занимающиеся фотоэлементами, полны оптимизма, и считают, что им удастся существенно снизить их стоимость.
    Точки зрения специалистов на перспективы использования возобновляемых источников энергии очень различаются. Комитет по науке и технике в Англии, проанализировав перспективы освоения таких источников энергии, пришел к выводу, что их использование на базе современных технологий пока минимум в два-четыре раза дороже строительства АЭС. Другие специалисты в различных прогнозах этим источникам энергии уже в недалеком будущем. По-видимому, источники возобновляемой энергии будут применяться в отдельных районах мира, благоприятных для их эффективного и экономичного использования, но в крайне ограниченных масштабах. Основную долю энергетических потребностей человечества должны обеспечить уголь и атомная энергетика. Правда, пока нет настолько дешевого источника, который позволил бы развивать энергетику такими быстрыми темпами, как бы этого хотелось.
    Сейчас и на предстоящие десятилетия наиболее экологичным источником энергии представляются ядерные, а затем, возможно, и термоядерные редакторы. С их помощью человек и будет двигаться по ступеням технического прогресса. Будет двигаться до тех пор, пока не откроет и не освоит какой-либо другой, более удобный источник энергии.
    На рис.5.38 приведен график роста мощности АЭС в мире и производства электроэнергии за 1971-2006 гг., и прогнозы развития на 2020-30 гг. Помимо упомянутых выше, несколько развивающихся стран, таких, как Индонезия, Египет, Иордания и Вьетнам, заявили о возможности создания АЭС и сделали первые шаги в этом направлении.


Рис.5.38. (наверху) Рост мощности АЭС и производства электроэнергии за 1971-2006 гг. по данным МАГАТЭ и прогнозы мощности АЭС в Мире на 2020-2030 гг. (внизу)

Экологический кризис энергетики

    Основные формы влияния энергетики на окружающую среду состоят в следующем.

  1. Основной объем энергии человечество пока получает за счет использования невозобновимых ресурсов.
  2. Загрязнение атмосферы: тепловой эффект, выделение в атмосферу газов и пыли.
  3. 3. Загрязнение гидросферы: тепловое загрязнение водоемов, выбросы загрязняющих веществ.
  4. Загрязнение литосферы при транспортировке энергоносителей и захоронении отходов, при производстве энергии.
  5. Загрязнение радиоактивными и токсичными отходами окружающей среды.
  6. Изменение гидрологического режима рек гидроэлектростанциями и как следствие загрязнение на территории водотока.
  7. Создание электромагнитных полей вокруг линий электропередач.

    Согласовать постоянный рост энергопотребления с ростом отрицательных последствий энергетики, учитывая, что в ближайшее время человечество ощутит ограниченность ископаемого топлива, можно, по-видимому, двумя способами

  1. Экономия энергии. Степень влияния прогресса на экономию энергии можно продемонстрировать на примере паровых машин. Как известно, КПД паровых машин 100 лет назад составлял 3-5%, а сейчас достигает 40%. Развитие мировой экономики после энергетического кризиса 70 годов также показало, что на этом пути у человечества есть значительные резервы. Применение ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий обеспечило значительное сокращение потребления топлива и материалов в развитых странах.
  2. Развитие экологически более чистых видов производства энергии. Решить проблему, вероятно, способно развитие альтернативных видов энергетики, особенно базирующихся на использовании возобновляемых источников. Однако пути реализации данного направления пока не очевидны. Пока возобновимые источники дают не более 20 % общемирового потребления энергии. Основной вклад в эти 20% дают использование биомассы и гидроэнергетика.

Экологические проблемы традиционной энергетики

    Основная часть электроэнергии производится в настоящее время на тепловых электростанциях (ТЭС). Далее обычно идут гидроэлектростанции (ГЭС) и атомные электростанции (АЭС).

    1) Тепловые электростанции
   
В большинстве стран мира доля электроэнергии, вырабатываемой на ТЭС больше 50%. В качестве топлива на ТЭС обычно используются уголь, мазут, газ, сланцы. Ископаемое топливо относится к невозобновимым ресурсам. Согласно многим оценкам угля на планете хватит на 100-300 лет, нефти на 40-80 лет, природного газа на 50-120 лет.
    Коэффициент полезного действия ТЭС составляет в среднем 36-39%. Наряду с топливом ТЭС потребляет значительное количество воды. Типичная ТЭС мощностью 2 млн. кВт ежесуточно потребляет 18 000 т угля, 2500 т мазута, 150 000 м3 воды. На охлаждение отработанного пара на ТЭС используются ежесуточно 7 млн. м3 воды, что приводит к тепловому загрязнению водоема-охладителя.
    Для ТЭС характерно высокое радиационное и токсичное загрязнение окружающей среды. Это обусловлено тем, что обычный уголь, его зола содержат микропримеси урана и ряда токсичных элементов в значительно больших концентрациях, чем земная кора.
    При строительстве крупных ТЭС или их комплексов загрязнение еще более значительно. При этом могут возникать новые эффекты, например, обусловленные превышением скорости сжигания кислорода над скоростью его образования за счет фотосинтеза земных растений на данной территории, или вызванные увеличением концентрации углекислого газа в приземном слое.
    Из ископаемых источников топлива наиболее перспективным является уголь (его запасы огромны по сравнению с запасами нефти и газа). Основные мировые запасы угля сосредоточены в России, Китае и США. При этом основное количество энергии в настоящее время вырабатывается на ТЭС за счет использования нефтепродуктов. Таким образом, структура запасов ископаемого топлива не соответствует структуре его современного потребления при производстве энергии. В перспективе – переход на новую структуру потребления ископаемого топлива (угля) вызовет значительные экологические проблемы, материальные затраты и изменения во всей промышленности. Ряд стран уже начал структурную перестройку энергетики.


Рис.5.39. Дивногорская ГЭС.

    2) Гидроэлектростанции
   
Основные достоинства ГЭС – низкая себестоимость вырабатываемой электроэнергии, быстрая окупаемость (себестоимость примерно в 4 раза ниже, а окупаемость в 3-4 раза быстрее, чем на ТЭС), высокая маневренность, что очень важно в периоды пиковых нагрузок, возможность аккумуляции энергии.
    Но даже при полном использовании потенциала всех рек Земли можно обеспечить не более четверти современных потребностей человечества. В России используется менее 20 % гидроэнергетического потенциала. В развитых странах эффективность использования гидроресурсов в 2-3 раза выше, т.е. здесь у России есть определенные резервы. Однако сооружение ГЭС (особенно на равнинных реках) приводит ко многим экологическим проблемам. Водохранилища, необходимые для обеспечения равномерной работы ГЭС, вызывают изменения климата на прилегающих территориях на расстояниях до сотен километров, являются естественными накопителями загрязнений.
    В водохранилищах развиваются сине-зеленые водоросли, ускоряются процессы эфтрофикации, что приводит к ухудшению качества воды, нарушает функционирование экосистем. При строительстве водохранилищ нарушаются естественные нерестилища, происходит затопление плодородных земель, изменяется уровень подземных вод.
    Более перспективным является сооружение ГЭС на горных реках. Это обусловлено более высоким гидроэнергетическим потенциалом горных рек по сравнению с равнинными реками. При сооружении водохранилищ в горных районах не изымаются из землепользования большие площади плодородных земель.


Рис.5.40. Балаковская АЭС.

    3) Атомные электростанции
   
АЭС не вырабатывают углекислого газа, объем других загрязнений атмосферы по сравнению с ТЭС также мал. Количество радиоактивных веществ, образующихся в период эксплуатации АЭС, сравнительно невелико. В течение длительного времени АЭС представлялись как наиболее экологически чистый вид электростанций и как перспективная замена ТЭС, оказывающих влияние на глобальное потепление. Однако процесс безопасной эксплуатации АЭС еще не решен. С другой стороны, замена основной массы ТЭС на АЭС для устранения их вклада в загрязнение атмосферы в масштабе планеты не осуществима из-за огромных экономических затрат.
    Чернобыльская катастрофа привела к коренному изменению отношения населения к АЭС в регионах размещения станций или возможного их строительства. Поэтому перспектива развития атомной энергетики в ближайшие годы неясна. Среди основных проблем использования АЭС можно выделить следующие.
    1. Безопасность реакторов. Все современные типы реакторов ставят человечество под угрозу риска глобальной аварии, подобной Чернобыльской. Такая авария может произойти по вине конструкторов, из-за ошибки оператора или в результате террористического акта. Принцип внутренней самозащищенности активной зоны реактора в случае развития аварии по худшему сценарию с расплавлением активной зоны должен быть непреложным требованием при проектировании реакторов. Ядерная технология сложна. Потребовались годы анализа и накопленного опыта, чтобы просто осознать возможность возникновения некоторых типов аварий.
    Неопределенности в отношении безопасности никогда не будут полностью разрешены заранее. Большое их количество будет обнаружено только во время эксплуатации новых реакторов.
    3. Снижение эмиссии диоксида углерода. Считается, что вытеснение тепловых электростанций атомными поможет решить проблему снижения выбросов диоксида углерода, одного из главных парниковых газов, способствующих потеплению климата на планете. Однако, на самом деле, электростанции с комбинированным циклом на природном газе не только намного экономичнее, чем АЭС, но и при одних и тех же затратах достигается значительно большее снижение выбросов диоксида углерода, чем при использовании атомной энергии с учетом всего топливного цикла (потребление энергии при добыче и обогащении урана, изготовлении ядерного топлива и других затрат на «входе» и «выходе»).
    4. Снятие с эксплуатации реакторов на АЭС. К 2010 г. половина из работающих в мире АЭС имела возраст 25 лет и более. После этого предполагается процедура снятия с эксплуатации реакторов. По данным Всемирной ядерной ассоциации (WNA), более 130 промышленных ядерных установок уже выведены из эксплуатации, либо ожидают этой процедуры. И во всех случаях возникает проблема утилизации радиоактивных отходов, которые надо надежно изолировать и хранить длительный срок в специальных хранилищах. Многие эксперты считают, что эти расходы могут сравняться с расходами на строительство АЭС.
    5. Опасность использования АЭС для распространения ядерного оружия. Каждый реактор производит ежегодно плутоний в количестве, достаточном для создания нескольких атомных бомб. В отработавшем ядерном топливе (ОЯТ), которое регулярно выгружается из реакторов, содержится не только плутоний, но и целый набор опасных радиационных элементов. Поэтому МАГАТЭ старается держать под контролем весь цикл обращения с отработавшим ядерным топливом во всех странах, где работают АЭС.
    Примитивную атомную бомбу можно сделать из отработавшего ядерного топлива любой АЭС. Если для создания бомбы необходимы сложное производство, специальное оборудование и подготовленные специалисты, то для создания так называемых грязных ядерных взрывных устройств – все намного проще, и здесь опасность очень велика. При использовании такой «самоделки» ядерного взрыва, конечно, не будет, но будет сильное радиоактивное заражение. Такие устройства террористы и экстремисты могут изготовить самостоятельно, приобретя на ядерном черном рынке необходимые расщепляющие материалы. Такой рынок, как это ни прискорбно, существует, и атомная промышленность является потенциальным поставщиком таких материалов.

Эколого-экономическая характеристика основных возобновимых и альтернативных источников энергии

    Считается, что возобновимые источники энергии (ветровые, солнечные, геотермальные, волновые и др.), модульные станции на природном газе с использованием топливных элементов, утилизация сбросного тепла и отработанного пара, как и многое другое,– реальные пути защиты от изменения климата без создания новых угроз для ныне живущих и будущих поколений. Рассмотрим эти вопросы более подробно.

    1) Прямое использование солнечной энергии
   
Мощность солнечной радиации, поглощенной атмосферой и земной поверхностью, составляют 105 ТВт (1017 Вт). Эта величина кажется огромной по сравнению с современным мировым энергопотреблением, равным 10 ТВт. Поэтому ее считают наиболее перспективным видом нетрадиционной (альтернативной) энергетики.
    К основным методам преобразования солнечной энергии относятся, прежде всего, методы прямого использования солнечной энергии – фотоэлектрическое преобразование и термодинамический цикл, а также биоконверсия.
    Фотоэлектрический метод
преобразования солнечной энергии основан на особенностях взаимодействия полупроводниковых материалов со световым излучением. В фотоэлектрическом преобразователе свободные носители образуются в результате поглощения светового кванта полупроводником, разделение зарядов производится под действием электрического поля, возникающего внутри полупроводника. Теоретически КПД преобразователя может достигать 28%.
    Низкая плотность солнечного излучения является одним из препятствий его широкого использования. Для устранения этого недостатка при конструировании фотоэлектрических преобразователей используются различного рода концентраторы излучения. Главные преимущества фотоэлектрических установок заключается в том, что они не имеют движущихся частей, их конструкция очень проста, производство – тех­нологично. К их недостаткам можно отнести разрушение полупроводникового материала от времени, зависимость эффективности работы системы от ее запыленности, необходимость разработки сложных методов очистки батарей от загрязнения. Все это ограничивает срок службы фотоэлектрических преобразователей.
    Гибридные станции, состоящие из фотоэлектрических преобразователей и дизельных генераторов, уже широко используются для электроснабжения на территориях, где нет распределительных электрических сетей. Например, система такого типа обеспечивает электроэнергией жителей Кокосового острова, расположенного в Торресовом проливе.


Рис.5.41. Схема термодинамического преобразователя солнечной энергии: а – схема с теплообменником, б – схема без теплообменника.

   Энергию получают из солнечной энергии методом термодинамического преобразования практически так же как из других источников. Однако такие особенности солнечного излучения как низкая мощность, суточная и сезонная изменчивость, зависимость от погодных условий, накладывают определенные ограничения на конструкцию термодинамических преобразователей.
    Обычный термодинамический преобразователь солнечной энергии содержит (рис.5.41) систему улавливания солнечной радиации, которая предназначена частично скомпенсировать низкую плотность солнечного излучения; приемную систему, которая преобразует солнечную энергию в энергию теплоносителя; систему переноса теплоносителя от приемника к аккумулятору или к теплообменнику; тепловой аккумулятор, который обеспечивает смягчение зависимости от суточной изменчивости и погодных условий; теплообменники, образующие нагревательный и охладительный источники тепловой машины.
    Для среднетемпературного аккумулирования (от 100 до 5500С) используются гидраты оксидов щелочноземельных металлов. Высокотемпературное аккумулирование (температура выше 5500С) осуществляется с помощью обратимых экзо-эндотермических реакций.
    В настоящее время идеи термодинамического преобразования реализуются в схемах двух типов: гелиостаты башенного типа и станции с распределенным приемником энергии.
    На гелиостанции башенного типа энергия от каждого гелиостата передается оптическим способом. Управление гелиостатами осуществляет ЭВМ. До 80% стоимости станции составляет стоимость гелиостатов. Система сбора и передачи энергии в установках башенного типа оказывается очень дорогой. Поэтому такие установки не получили широкого распространения. В Мексике, США, работают установки такого типа мощностью 10 Мвт.
    Станции с распределенными приемниками солнечной энергии оказались более перспективными. Концентраторы параболического типа, вращающиеся вокруг оси, передают энергию трубчатым приемникам, находящимся на фокальной линии. В качестве теплоносителя обычно используется масло. Нерешенной проблемой в гелиостанциях является вопрос о длительном хранении электроэнергии. Правда следует отметить, что этот вопрос не решен не только в солнечной энергетике, но и вообще в энергетике.


Рис. 5.42. Динамика суммарных установленных мощностей солнечных модулей по регионам мира за 2000-2009 гг.

   Более широкому внедрению солнечной энергетики пока препятствует более высокая стоимость производства на солнечных электростанциях по сравнению с традиционными источниками энергии. Солнечная энергетика имеет особенности, которые существенно затрудняют ее широкое использование. Это, прежде всего низкая плотность потока энергии и ее непостоянство, т.к. интенсивность солнечного излучения зависит от времени года, суток и метеоусловий. Тем не менее, в настоящее время, наблюдается тенденция значительного роста, как вводимых мощностей, так и инвестиций в данную отрасль по всему миру. В 2008-2009 гг. новые инвестиции превысили половину всех инвестиций в общее производство энергии. В 2010 г. впервые прирост мощностей, основанных на возобновляемых источниках энергии, превысил ввод в действие мощностей традиционных. По показателям имеющихся мощностей и инвестиций по многим параметрам лидируют Китай, США, Германия, Индия и Бразилия. На фоне этого российская цель – 1.5 % к 2010 г. и 4.5 % ВИЭ в производстве электроэнергии к 2020 г. – выглядит очень скромно.
    Кроме того, использование энергии солнца предполагает обязательное наличие накопителей электроэнергии достаточной емкости. Как правило, это обычные аккумуляторы. Поэтому, если рассматривать солнечную энергетику полного цикла (с учетом производства датчиков-преобразователей солнечной энергии и, особенно, аккумуляторных батарей), то суммарное влияние такой энергетики на загрязнение окружающего пространства оказывается не таким уж и незначительным.

    2) Биоконверсия солнечной энергии
    Биомасса, как источник энергии, используется с древнейших времен. В процессе фотосинтеза солнечная энергия запасается в виде химической энергии в зеленой массе растений. Запасенная в биомассе энергия может быть использована в виде пищи человеком или животными или для получения энергии в быту и производстве. В настоящее время до 15% энергии в мире производится из биомассы.
    Самый древний, и еще широко применяемый, способ получения энергии из биомассы заключается в ее сжигании. В сельской местности до 85% энергии получают этим способом. Как топливо, биомасса имеет ряд преимуществ перед ископаемым топливом. Прежде всего – это возобновимый источник энергии. При сжигании биомассы выделяется в 10-20 раз меньше серы и в 3-5 раз меньше золы, чем при сжигании угля. Количество углекислого газа, выделившегося при сжигании биомассы, равно количеству углекислого газа, затраченного в процессе фотосинтеза.
    Энергию биомассы можно получать из специальных сельскохозяйственных культур. Например, в субтропическом поясе России предлагается выращивать карликовые породы быстрорастущего вида папайи. С одного гектара за 6 месяцев на опытных участках получают более 5 т биомассы по сухому весу, которую можно использовать для получения биогаза. К перспективным видам относятся быстрорастущие деревья, растения, богатые углеводами, которые применяются для получения этилового спирта (например, сахарный тростник). В США разработан способ производства спирта из кукурузы, в Италии ведутся работы над разработкой способа рентабельного производства спирта из сорго. Около 200 автобусов в Стокгольме уже работают на спирте.


Рис.5.43. Водорослевая плантация в тепличном комплексе.

    Широко распространенный способ получения энергии из биомассы заключается в получении биогаза путем анаэробного перебраживания. Такой газ содержит около 70% метана. Биометаногенез был открыт еще в 1776 году Вольтой, который обнаружил содержание метана в болотном газе. Биогаз позволяет использовать газовые турбины, являющиеся самыми современными средствами теплоэнергетики. Для производства биогаза используются органические отходы сельского хозяйства и промышленности. Это направление является одним из перспективных и многообещающих способов решения проблемы энергообеспечения сельских районов. Например, из 300 т сухого вещества навоза, превращенного в биогаз, выход энергии составляет около 30 т нефтяного эквивалента.
    Биомассу для последующего получения биогаза, можно выращивать в водной среде, культивируя водоросли и микроводоросли. Во многих научных лабораториях, например в Лаборатории возобновляемых источников энергии МГУ им. М. В. Ломоносова, сейчас занимаются разработкой технологий выращивания микроводорослей для биоконверсии солнечной энергии.

    3) Волновая энергетика
    Волновая электростанция
– установка, расположенная в водной среде, целью которой является получение электричества из кинетической энергии волн.
    В последнее время пристальное внимание ученых и конструкторов привлекает использование различных видов энергии Мирового океана. Построены первые приливные электростанции. Разрабатываются методы использования тепловой энергии океана, связанной, например, со значительной разницей температур поверхностного и глубинного слоев океана, достигающей в тропических областях 20°С и более. В настоящее время накоплен значительный объем инструментальных измерений ветрового волнения в Мировом океане. На основе этих данных волновая климатология определяет районы с наиболее интенсивным и постоянным волнением.


Рис.5.44. Конвертеры волновой энергии первой в мире волновой электростанции Pelamis P-750 (Португалия).

   Первая заявка на патент волновой электростанции была подана в Париже в 1799 г. Уже в 1890 г. была предпринята первая попытка практического использования энергии волн, хотя первая волновая электростанция мощностью 2,25 МВт вошла в коммерческую эксплуатацию только в 2008 г. в районе Агусадора (Португалия) на расстоянии 5 км от берега (рис. 5.44). Проект электростанции принадлежит шотландской компании Pelamis Wave Power, которая в 2005 г. заключила контракт с португальской энергетической компанией Enersis на строительство волновой электростанции. Стоимость контракта составила 8 млн. евро. В 2009 г. волновая электростанция была введена в эксплуатацию на Оркнейских островах. В Великобритании строится волновая электростанция мощностью в 20 МВт. Строят такие электростанции и некоторые другие прибрежные государства.
    В большинстве проектов волновых электростанций предполагается использовать двухступенчатую схему преобразования. На первом этапе осуществляется передача энергии от волны к телу-поглотителю и решается задача концентрирования волновой энергии. На втором этапе поглощенная энергия преобразуется в вид, удобный для потребления. Существует три основных типа проектов по извлечению волновой энергии. В первом используется метод повышения концентрации волновой энергии и превращения ее в потенциальную энергию воды. Во втором – тело с несколькими степенями свободы находится у поверхности воды. Волновые силы, действующие на тело, передают ему часть волновой энергии. Основным недостатком такого проекта является уязвимость тела, находящегося под действием волн. В третьем типе проектов, система, поглощающая энергию, находится под водой. Передача волновой энергии происходит под действием волнового давления или скорости.
    В ряде волновых установок для повышения эффективности плотность волновой энергии искусственно повышается. Изменяя рельеф дна в прибрежной зоне, можно сконцентрировать морские волны по­добно линзе, фокусирующей световые волны. Если сфокусировать волны с побережья длиной в несколько километров на фронте в 500 м, то высота волны может достигнуть 30 м. Попадая в специальные сооружения, вода поднимается на высоту в 100 м. Энергия поднятой воды может быть использована для работы гидроэлектростанции, распо­ложенной на уровне океана. Волновая электростанция подобного типа используется для обеспечения электроэнергией острова Маврикий, не имеющего традиционных источников энергии.
    Ряд устройств по преобразованию волновой энергии использует различные свойства волновых движений: периодические изменения уровня водной поверхности, волнового давления или волновой скорос­ти. Процент использования волновой энергии достигает 40 %. Электроэнергия передается на берег по кабелю. В Японии создан промышленный образец такой системы, имеющей 9 турбин общей мощностью в 2 МВт.
    Сила, с которой волны воздействуют на сооружения в береговой зоне, достигает нескольких тонн на квадратный метр. Это силовое воздействие тоже может быть использовано для преобразования волновой энергии.
    Волновая энергетика не использует ископаемое топливо, стоимость которого непрерывно растет, а запасы ограничены. Перед волновой энергетикой не стоит в острой форме проблема воздействия на окружающую среду. Однако в настоящее время производство 1 кВт электроэнергии на волновых электростанциях в 5-10 раз выше, чем на АЭС или ТЭС. Кроме того, если значительная часть акватории будет покрыта волновыми преобразователями, это может привести к неприятным экологическим последствиям, так как волны играют важную роль в газообмене атмосферы и океана, в очистке поверхности моря и приводного слоя воздушного потока от загрязнения.
    Поэтому волновую энергетику следует рассматривать только как дополнительный к традиционным источник энергии, который может иметь значение только в некоторых районах мира.

    4) Приливные электростанции
    В прибрежной зоне приливные волны проявляются в периодическом подъеме и опускании уровня. В узостях приливы часто проявляются в виде мощных течений. В некоторых местах высота прилива достигает значительной величины – 12-20 м. Энергия приливных волн огромна.


Рис.5.45. Приливная электростанция «Аннапорлис» (Канада).

    Человек уже давно начал использовать энергию приливов. Так, приливные мельницы использовались в 15 веке в Англии, были широко распространены на северо-восточном побережье Канады в 17 веке.
    Для концентрации водного напора на станции плотина отделяет часть акватории. В теле плотины размещаются гидрогенераторы, водопропускные сооружения, здание станции. Величина напора зависит от колебаний уровня по обе стороны плотины. Колебания во внешнем бассейне определяются местным приливом, колебания во внутреннем бассейне определяются расходами воды при работе станции. Приливные станции относятся к низконапорным гидротехническим сооружениям, в которых водяной напор не более 15-20 м.
    Первая в мире приливная гидроэлектростанция мощностью 320 МВт была запущена в 1966 г. устье реки Ранс (Франция). Первая приливная электростанция в нашей стране, имеющая два гидроагрегата по 400 кВт каждый, была построена в Кислой губе на Баренцевом море в 1968 г. Несколько приливных станций проектируется и уже построено в заливе Фанди, который характеризуется самыми высокими приливами в мире. Опыт строительства и эксплуатации подобных станций показал, что они экономически оправданы, и издержки их эксплуатации гораздо ниже, чем при эксплуатации обычных ГЭС. Наиболее развитым в мире рынком электроэнергии, выработанной посредством волн и приливов, является Шотландия, где установлены самые большие приливные турбины.


Рис.5.46. Кислогубская ПЭС (СССР), вид с моря, 1968 год.

    Использование энергии приливов ограничивается, в основном, высокой стоимостью сооружения. Кроме того, как оказалось, приливные станции характеризуются отрицательным влиянием на окружающую среду. Сооружение плотины приведет к увеличению амплитуды прилива. Даже небольшое повышение амплитуды прилива вызовет значительное изменение распределение грунтовых вод в береговой зоне, увеличит зону затопления, нарушит циркуляцию водных масс, изменит ледовый режим в части бассейна за плотиной и т.д.
    Сооружение плотины должно вызвать и важные биологические последствия. В бассейне за плотиной работа станции будет оказывать воздействие на литораль (зона между наивысшей точкой затопления во время прилива и нижней, обнажающейся при отливе). Плотина может оказать вредное воздействие не только на местные сообщества, но и на мигрирующие виды. Например, по оценкам биологов строительство плотины в Пенжинской губе Охотского моря нанесет непоправимый вред популяции охотоморской сельди. При строительстве плотин в зоне умеренного климата возможно образование зоны сероводородного заражения, подобной тем, которые наблюдаются в заливах и бухтах, имеющих естественные пороги. Фиорды Скандинавского полуострова, имеющие естественный порог, представляют собой классический пример такого естественного сероводородного заражения.

    5) Градиент-температурная энергетика
   
Данный способ получения энергии основан на разности температур. Не слишком распространен. Посредством него можно получать достаточно большое количество энергии при небольшой ее себестоимости. Наибольшее число градиент-температурных электростанций располагается на морском побережье и для работы использует морскую воду. Почти 70% солнечной энергии поглощает мировой океан. Перепад же температур между водами на глубине в сотни метров и водами на поверхности океана – огромный источник энергии, который оценивается в 20-40 тыс. ТВт, из них можно использовать только 4 ТВт.
    Недостатки: выделение большого числа углекислоты, нагрев и снижение давления глубинных вод, и остывание поверхностных вод. Данные процессы негативно влияют на климат, флору и фауну региона.
    В настоящее время разрабатывается новая концепция таких энергетических установок, которая даёт основания ожидать от теплоэнергетического модуля эффективной работы не только в наиболее прогретой части тропического океана, но и по всей акватории, где средний градиент температуры составляет примерно 17ºС. Ожидается, что КПД будет отличным от нуля даже при разности температур, стремящейся к нулю. По предварительным расчётам расходы на строительство такой гидроэлектростанции вполне соотносятся с расходами на традиционную ГЭС.


Рис. 5.47. Ветровые электростанции.
    6) Ветровая энергетика
    Человечество давно использует энергию ветра. Парусные суда – основной вид транспорта, который в течении столетий обеспечивал связь людей различных континентов, представляют наиболее яркий пример использования ветровой энергии.
    Другой, хорошо известный пример эффективного использования ветровой энергии, – ветряные мельницы. Ветряки широко использовались для откачки воды из колодцев. В конце прошлого века наступил новый этап использования ветровых установок – они начали применяться для выработки электроэнергии. В тридцатые годы нашего века миллионы ветровых электрогенераторов мощностью около 1 кВт использовались в сельской местности Европы, Америки, Азии. По мере развития центрального электроснабжения распространение ветровых электрогенераторов резко упало. С ростом стоимости ископаемого топлива и осознания экологических последствий его применения надежды многих исследователей опять стали связываться с ветровой энергетикой.
    Действительно ветровой потенциал огромен – около 2000 ТВт составляет мощность ветрового потока в атмосфере. Использование даже небольшой части этой мощности привело бы к решению энергетических проблем человечества.
    Ветровая энергетика не потребляет ископаемое топливо, не использует воду для охлаждения и не вызывает теплового загрязнения водоемов, не загрязняет атмосферу. И, тем не менее, ветровые электрогенераторы имеют широкий спектр отрицательных экологических последствий, выявленных только после того, как в 1970 годы начался период возрождения ветровой энергетики.
    Главные недостатки ветровой энергетики – низкая энергетическая плотность, сильная изменчивость в зависимости от погодных условий, ярко выраженная географическая неравномерность распределения ветровой энергии. Обычно рабочий диапазон скоростей ветра крупных ветровых установок составляет от 5 до 15 м/с. При скорости ветра меньшей 5 м/с эффективность работы установки падает, при скоростях ветра больших 15 м/с велика вероятность поломки конструкции, прежде всего лопастей. Размещение генераторов на больших высотах (там, где больше скорость) выдвигает повышенные требования к прочности конструкции высотных мачт, которые должны обеспечивать удержание при мощной ветровой нагрузке ротора, коробки передач и генератора. Разработка и создание более надежных конструкций значительно удорожает стоимость ветровых установок, хотя себестоимость ветровой электроэнергии примерно в 1.5-2 раза ниже себестоимости электроэнергии, полученной в фотоэлектрических преобразователях.
    Еще одной важной проблемой использования ветровых генераторов являются сильные вибрации их несущих частей, которые передаются в грунт. Значительная часть звуковой энергии приходится на инфразвуковой диапазон, для которого характерно отрицательное воздействие на организм человека и многих животных.
    Так как скорость вращения лопастей ветровых генераторов близка к частоте синхронизации телевидения ряда стран, то работа ветровых генераторов нарушает прием телепередач в радиусе 1-2 км от генератора. Ветровые генераторы являются также источниками радиопомех. Вращение лопастей ветровых генераторов губит птиц. Так как обычно ветровые установки располагаются в больших количествах в районах сильных ветров (хребты, морское побережье), то они могут приводить к нарушению миграции перелетных птиц. Модуляция ветрового потока лопастями создает некоторое подобие регулярных структур в воздухе, которые мешают ориентации насекомых. В Бельгии установили, что это приводит к нарушению устойчивости экосистем полей, расположенных в зоне ветровых установок, в частности наблюдается падение урожайности.
    Наконец, ветровая энергетика требует больших площадей для размещения установок. Поэтому системы ветровых установок стараются размещать в безлюдной местности, что в свою очередь удорожает стоимость передачи энергии.
    В настоящее время в мире начался период перехода от исследовательских работ в области ветровой энергетики к их широкому внедрению. Темпы развития ветровой энергетики в таких странах как США, Бельгия, Великобритания, Норвегия, имеющих высокий ветроэнергетический потенциал, остаются очень высокими.

7) Геотермальная энергетика

Геотермальная энергия – это энергия, внутренних областей Земли, запасенная в горячей воде или водяном паре. В 1966 г. на Камчатке в долине реки Паужетка была пущена первая в СССР геотермальная тепловая станция мощностью 1,1 МВт. В отдаленных районах стоимость энергии, получаемой на геотермальных станциях, оказывается ниже стоимости энергии, получаемой из привозного топлива. Геотермальные станции успешно функционирует в ряде стран – Италии, Исландии, США. Первая в мире геотермальная электростанция была построена в 1904 г. в Италии. Геотермальная энергия в Исландии начала использоваться в 1944 г. Однако интерес и использование геотермальной энергии резко выросли в 60-70 годы.

Рис.5.48. Схемы получения энергии за счет геотермальных ресурсов: А — использование сухого пара, Б — использование горячей воды, В — использование горячей воды путем нагревания рабочей жидкости.

    В США в Калифорнии в начале 90 годов действовало около 30 станций общей мощностью 2400 МВт. Пар для этих станций извлекался с глубин от 300 до 3000 м. В этом штате США за 30 лет мощность геотермальных станций возросла почти в 200 раз. Таковы темпы развития геотермальной энергетики. Наиболее доступна геотермальная энергетика в зонах повышенной вулканической деятельности и землетрясений. Такая привязка к определенным районам является одним из недостатков геотермальной энергетики. Гейзеры – это хорошо известная форма поступления на поверхность Земли горячей воды и пара. По оценке Геологического управления США разведанные источники геотермальной энергии могли бы дать 5-6% современного потребления электроэнергии в стране. Оценка перспективных источников дает величину примерно в 10 раз большую. Однако эксплуатация некоторых этих источников пока нерентабельна. Наряду с этими ресурсами, которые могут быть использованы для выработки электроэнергии, в еще большем количестве имеется вода с температурой 90-1500С, которая пригодна как источник тепла для обогрева. В перспективе для извлечения энергии из недр Земли можно использовать не только запасы горячей воды и пара, но и тепло сухих горных пород (такие области сухих горных пород с температурой около 3000С встречаются значительно чаще, чем водоносные горячие породы), а также энергию магматических очагов, которые в некоторых районах расположены на глубинах в несколько километров.
    Наиболее оптимальная форма – сухой пар. Прямое использование смеси пара и воды невозможно, т.к. геотермальная вода содержит обычно большое количество солей, вызывающих коррозию, и капли воды в паре могут повредить турбину. Наиболее частая форма поступления энергии – просто в виде горячей воды, прежде всего для получения тепла. Эта вода может быть использована также для получения пара рабочей жидкости, имеющей более низкую температуру кипения, чем вода. Так как геотермальный пар и вода имеют сравнительно низкую температуру и давление, КПД геотермальных станций не превышает 20%, что значительно ниже атомных (30%) и тепловых работающих на ископаемом топливе (40%).
    Использование геотермальной энергии имеет и отрицательные экологические последствия. Строительство геотермальных станций нарушает «работу» гейзеров. Для конденсации пара на геотермальных станциях используется большое количество охлаждающей воды, поэтому геотермальные станции являются источниками теплового загрязнения. При одинаковой мощности с ТЭС или АЭС геотермальная электростанция потребляет для охлаждения значительно большее количество воды, т.к. ее КПД ниже. Сброс сильно минерализованной геотермальной воды в поверхностные водоемы может привести к нарушению их экосистем. В геотермальных вода в больших количествах содержится сероводород и радон, который вызывает радиоактивные загрязнения окружающей среды.


Глобальные проблемы человечества и возможные пути их решения

По ходу развития цивилизации перед человечеством неоднократно возникали сложные проблемы, порой и планетарного характера. Но всё же это была далёкая предыстория, своего рода «инкубационный период» современных глобальных проблем.

В полной мере они проявились уже во второй половине и в особенности в последней четверти XX века. Такие проблемы были вызваны к жизни комплексом причин, отчетливо проявившихся именно в этот период.

В самом деле, никогда прежде само человечество не возрастало количественно в 2,5 раза при жизни только одного поколения, наращивая тем самым силу «демографического пресса». Никогда до этого человечество не вступало в период НТР, не доходило до постиндустриальной стадии развития, не открывало дороги в космос. Никогда прежде для его жизнеобеспечения не требовалось такого количества природных ресурсов и возвращаемых им в окружающую среду «отходов». Всё это начиная с 60 — 70-х гг. XX в. привлекло к глобальным проблемам внимание ученых, политиков, широкой общественности.

Глобальные проблемы — это проблемы, которые: во-первых, касаются всего человечества, затрагивая интересы и судьбы всех стран, народов, социальных слоев; во-вторых, приводят к значительным экономическим и социальным потерям, в случае их обострения могут угрожать самому существованию человеческой цивилизации;
в-третьих, могут быть решены только при сотрудничестве в общепланетарном масштабе.

Приоритетными проблемами человечества являются:

  • проблема мира и разоружения;
  • экологическая;
  • демографическая;
  • энергетическая;
  • сырьевая;
  • продовольственная;
  • использование ресурсов Мирового океана;
  • мирное освоение космоса;
  • преодоление отсталости развивающихся стран.

 

Суть глобальных проблем и возможные пути их решения

Проблема мира и разоружения — проблема предотвращения третьей мировой войны остается важнейшей, самой приоритетной проблемой человечества. Во второй половине XX в. появилось ядерное оружие и возникла реальная угроза уничтожения целых стран и даже континентов, т.е. практически всей современной жизни.

Пути решения:

  • Установление жесткого контроля за ядерным и химическим оружием;
  • Сокращение обычных вооружений и торговли оружием;
  • Общее сокращение военных расходов и численности вооруженных сил.

Экологическая — деградация глобальной экологической системы, в результате нерационального природопользования и загрязнение её отходами человеческой деятельности.

Пути решения:

  • Оптимизация использования природных ресурсов в процессе общественного производства;
  • Охрана природы от негативных последствий человеческой деятельности;
  • Экологическая безопасность населения;
  • Создание особо охраняемых территорий.

Демографическая — продолжение демографического взрыва, быстрый рост численности населения Земли и как следствие перенаселение планеты.

Пути решения:

Топливно-сырьевая — проблема надежного обеспечения человечества топливом и энергией, в результате быстрого роста потребления природных минеральных ресурсов.

Пути решения:

Продовольственная — по данным ФАО (организации по продовольствию и сельскому хозяйству) и ВОЗ (Всемирной организации по здравоохранению) в мире голодают и недоедают от 0,8 до 1,2 млрд. человек.

Пути решения:

  • Экстенсивный путь решения заключается в расширении пахотных земель, пастбищных и рыбопромысловых угодий.
  • Интенсивный путь — это увеличение производства сельскохозяйственной продукции за счет механизации, химизации, автоматизации производства, за счет освоения новых технологий, выведения высокоурожайных, болезнеустойчивых сортов растений и пород животных.

Использование ресурсов Мирового океана — на всех этапах человеческой цивилизации Мировой океан был одним из важнейших источников поддержания жизни на Земле. В настоящее время океан это не просто единое природное пространство, но и природно-хозяйственная система.

Пути решения:

  • Создание мировой структуры морского хозяйства (выделение зон нефтедобычи, рыболовных и рекреационных зон), совершенствование инфраструктуры портово-промышленных комплексов.
  • Охрана вод Мирового океана от загрязнения.
  • Запрещение военных испытаний и захоронения ядерных отходов.

Мирное освоение космоса. Космос — глобальная среда, общее достояние человечества. Испытание разного рода оружия может угрожать всей планете сразу. «Замусоривание» и «засорение» космического пространства.

Пути решения:

  • «Немилитаризация» космического пространства.
  • Международное сотрудничество в освоении космического пространства.

Преодоление отсталости развивающихся стран — большая часть населения мира живет в бедности и нищите, которые можно считать крайними формами проявления отсталости. Доход на душу населения в некоторых странах составляет менее 1 долл. в день.

Пути решения:

  • Создание и осуществление программ международной помощи отстающим странам.
  • Безвозмездная экономическая и финансовая помощь (строительство промышленных предприятий, больниц, школ).

Новое время диктует и появление новых проблем, решение которых задача мирового сообщества. Одной из таких проблем можно назвать — международный терроризм. Эта серьезная угроза мирного, благополучного существования всего человечества.

Здоровье населения Земли и появление различных инфекционных заболеваний, которые так же ставят под угрозу саму основу существования жизни на планете Земля.

Доклад «Глобальные проблемы человечества»  Глобальные проблемы современного человечества