Энергетика и путь экологической безопасности

Юрий Степанович Почанин

Рассмотрены проблемы энергетики и пути их решения в современных условиях. Представлена классификация экологических факторов. Описаны проблемы традиционной энергетики – тепловые элетростанции и их экологическое совершенствование технологии производства (улавливание и хранение углерода, интегрированный газифицированный комбинированный цикл), эффективность и проблемы атомной энергетики. Рассмотрены основные направления экологической безопасности возобновляемой энергетики – гидроэнергетика, гелиоэнергетика, ветроэнергетика, тепловые насосы и биотопливо.

Введение

Одной из самых острых проблем, стоящих перед современным обществом, является проблема экологии. Понятие «экология» подразумевает взаимодействие человека и природы на их общей «сцене» – Земле, и статус такого взаимодействия должен быть изменен с временного на долгосрочный. Экология и безопасность – основа нашего отношения к жизни и стратегии развития. Сегодня экологическая безопасность – одна из важнейших проблем человечества. Ухудшение экологической обстановки во всем мире и в нашей стране, в частности обусловлено увеличением количества источников загрязнения.

Источники загрязнения атмосферы принято подразделять на два вида: естественные (их число крайне невелико и влияние на атмосферу планеты в целом незначительно; сюда относятся извергающиеся вулканы, выветривание, пылевые бури, лесные пожары и т. д.) и искусственные (создаваемые человеком). Основными искусственными источниками загрязнений являются автотранспорт, промышленные предприятия и объекты энергетики. Загрязнители бывают физические (механические, шумовые и тепловые), химические (газовые) и биологические (бактериальные).

Ключевое место в процессе загрязнения занимают предприятия промышленности. На их долю приходится более 50% от общего числа вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу. Процесс сжигания топлива в промышленных установках никогда не бывает полным. Помимо угарного газа, с дымом в воздух попадают различные несгоревшие частицы: сажа, зола и пыль, которые оседают на землю в ближайших районах. Чтобы избежать вредного воздействия отравляющих веществ на людей, промышленные предприятия все чаще выносятся за пределы населенных пунктов. Промышленность также является источником выброса в атмосферу мельчайшей пыли, особенно это касается цементных заводов. Следует отметить, что введение высокотехнологичных пылеулавливателей позволило снизить выброс этого загрязнителя в несколько раз.

Второе место по количеству загрязняющих атмосферу выбросов занимает автотранспорт. Специалистами было установлено, что ежегодно один легковой автомобиль поглощает более 4 т кислорода, выбрасывая при этом свыше 1 т вредных веществ (около 800 кг окиси углерода, 100 кг окиси азота и 200 кг различных примесей). Учитывая тот факт, что по дорогам мира передвигается более 800 млн автомобилей, легко представить весь ужас возможных последствий. Необходимо приложить максимальные усилия к уменьшению объемов вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу.

Роль экологического фактора в энергетике возрастает по мере увеличения энергопотребления, которое вызвано ростом населения. Увеличивается нагрузка на окружающую среду от выбросов СО2, вызванных разработкой традиционных видов энергоносителей. Очевидно, что деятельность топливно-энергетического комплекса (ТЭК) наносит вред окружающей среде и является одним из катализаторов глобального потепления. Если предположить, что энергопотребление населения планеты будет расти, то энергетика в ее современном виде может стать одной из главных причин экологической катастрофы. Поскольку повышение температуры даже на 2–4°С может привести к гибели целых экосистем, необходимо минимизировать вредное воздействие ТЭК на природу. По данным источника (IEA, Data and statistics, 2019) структура выработки электроэнергии в мире выглядит следующим образом, рис.В1.

Рис.В1. Структура выработки электроэнергии в мире, %

Международное сообщество пока не разработало единого документа по охране окружающей среды, который соблюдали бы все страны. Киотск