Екологічні вимоги до традиційних видів енергетики
Екологія ТЕС
Виробництво електроенергії на ТЕС супроводжується виділенням великої кількості тепла, тому їх будують недалеко від великих міст і промислових центрів для використання цього тепла. ТЕС працюють на викопному паливі. Виробництво електроенергії на ТЕС є екологічно найбруднішим: спалювання 1 т кам’яного вугілля призводить до утворення 1,5 кг оксидів азоту, 9 кг вуглекислого газу, чадного газу, 13 кг оксидів сірки, великі ТЕС скидають до 90м3/с теплої води.
Сьогодні ТЕС обладнані енергоблоками на 1000-1200 МВт.
ТЕС завдають значної шкоди навколишньому середовищу
1. Забруднення атмосфери газоподібними і пиловими викидами:
- в результаті спалювання вуглеводневого палива в топках ТЕС і двигунах внутрішнього згорання в атмосферу викидається вуглекислий газ, концентрація якого зростає на 0,25% в рік , що призводить до виникнення “парникового ефекту”. З труб ТЕС викидаються оксиди сірки і азоту, які спричиняють утворення “кислотних дощів”.
Їх можна скоротити, використавши:
а) технологію спалювання палива;
б) високі труби, через які продукти горіння відводяться у верхні частини атмосфери і відносяться далеко (h=250 – 320 м). Атмосфера забруднена дрібними частками попелу, шлаку, сажею. Скорочення цих забруднень: встановлення “виловлювачів”, створення “циклонів” (фільтри).
2. Радіоактивне забруднення: з вугіллям у топки попадає пуста порода, що містить радіоактивні речовини, які із попелом виносяться і осідають.
3. Забруднення земної поверхні відвалами шлаків і кар’єрами. Після спалювання залишається багато відходів (шлаку, попелу), які займають великі площі землі, забруднюють підземні, поверхневі води шкідливими речовинами. Так, в Донбасі шлакові відвали, терикони пустих порід і кар’єри займають площу – 50 тис. га, зменшення шкоди від такого забруднення досягається утилізацією шлаків і пустих порід, з яких виготовляються будматеріали, використовуються при рекультивації. Або використовуються економічні важелі – штрафи за порушення землі.
Екологія ГЕС
В наш час ГЕС виробляють ~ 20% електроенергії в світі. Деякі країни з гірським рельєфом і швидкими ріками в основному забезпечують свої потреби за рахунок ГЕС. У порівнянні з іншими (ТЕС і АЕС) гідроелектростанція має переваги:
- не забруднює атмосфери;
- затоплюючи водосховищами порожнисті ділянки рік, ГЕС поліпшують роботу річкового транспорту.
Однак є і екологічна шкода від роботи ГЕС:
- водосховища затоплюють великі площі родючих земель (наприклад, рДніпро – в Києві – 922 км2, Канівське – 675 км2, Кременчуцьке – 2250 км2 га);
- спостерігається підйом підземних вод;
- відбувається заболочування територій;
- обвали берегів;
- потерпають риби і планктон від гребель.
Екологія АЕС
У 1988 р. за даними Міжнародного агентства з атомної енергії (МАГАТЕ) у 26 країнах експлуатувалося 416 ядерних енергоблоків, що виробляли ~ 16% усієї електроенергії світу. Наприклад, Франція виробляла ~ 70% всієї електроенергії. Однак, після Чорнобильської катастрофи ряд держав (Швеція, Данія, Австрія, Філіппіни) відмовлялись від АЕС, провели демонтаж.
АЕС мають ряд переваг:
- займають мало площі;
- маловідходні;
- немає безпосередніх викидів пилу, оксидів С, S, N;
- паливо їхнє має велику теплотворну здатність;
- паливо має властивість бридінгу – відтворюється в процесі роботи АЕС.
Екологічні проблеми від АЕС:
- паливний енергетичний цикл АЕС передбачає добування уранової руди, вилучення з неї урану, переробку її на ядерне паливо, використання палива в ядерних реакторах, хімічну регенерацію відпрацьованого палива, обробку, захоронення радіоактивних відходів;
- АЕС потужність 1 тис МВт за рік споживає 30 т урану і дає у вигляді відходів 300 кг плутонію і 1100 кг інших речовин, які не знешкоджуються, і складають небезпеку для людства;
- відпрацьовані твели роками зберігаються на території АЕС у спеціальних басейнах з водою.
- велике водоспоживання;
- аварійність (після Чорнобильської катастрофи – в атмосфері з’явилося 450 типів радіонуклідів, цезію – 137, стронцію – 90).
- сильне теплове забруднення водойм.
Нетрадиційні види енергії
Енергія вітру
Вітрові електростанції (ВЕС) – екологічно чисті і дають дешеву енергію. Перший проект ВЕС на 12 МВт був розроблений Ю.Кондратюком у 1932 р. Перша вітрова електростанція потужністю на 100 кВт була запущена у Криму (1998 р. – Приазовська ВЕС – на 50 МВт).
Використання цього виду енергії в різних місцях Землі неоднакова. Для нормальної роботи вітряків швидкість вітру не повинна падати менше, ніж 4-5 м/с в рік, добре, коли 6-8 м/с. В Україні – це узбережжя Чорного моря, Крим, Карпати, степові райони.
Переваги ВЕС – працюють без забруднень.
Шкода від діяльності ВЕС – низькочастотний шум, загибель птахів, які потрапляють у лопасті вітряків і виводять їх з ладу.
Океанолог Кусто встановлював вітряки на кораблі, що економило велику кількість пального.
Енергія морів і океанів
Світовий океан містить колосальні запаси Е: по-перше – енергія сонячного випромінювання, поглинута океанічною водою, що є в енергії морських течій, хвиль, прибою, різниці t0 різних шарів води; по-друге, енергія тяжіння Сонця і Місяця, що викликає морські припливи і відпливи.
Існують електростанції, що використовують енергію коливання морської води. Хвиля з висотою 1 м забезпечує від 25-30 кВт енергії. В Норвегії існує така електростанція на 350 кВт, в Росії – Кольська електростанція – на 400 кВт.