Могут чи відновлювані види енергії повністю замінити фоссильные палива?

Могут чи відновлювані види енергії повністю замінити фоссильные топлива?

РЕФЕРАТ по темі: «Екологія і захист довкілля «Ольги Левчук

Таллиннский Технічний Университет

Факультет химии

Таллинн

2002 г.

В справжнє час проблема охорони навколишнього середовища і раціонального використання її ресурсів придбала величезний світовий значення. Людина усвідомлює, що час подбати і про природу: вона може постійно віддавати, вона здатна винести навантаження, що від неї вимагає людина. Тому треба шукати виходи з скрутного становища, слід озирнутися і вирішити, що робити далі. Зараз перед людством встав глобальний питання, енергетичний. Чи можна повністю замінити фоссильные палива на відновлювані види енергії? Щоб звучав однозначно «Так» чи «Ні» потрібно зважити за і боротьбу проти. Отже знайдемо причины, согласно яких слід відмовитися від використання фоссильных топлив.

Глава 1. Причини переходу на відновлювані джерела энергии

Глобально-экологическая Пользуясь копалинами джерелами енергії, людина фактично витрачає енергію Сонця, акумульовану рослинним світом нашої планети протягом мільярдів років. Запаси самих джерел великі, але з безмежні.

Загрязнение. Викиди твердих речовин, двоокису сірки, оксидом вуглецю, азоту, вуглеводнів від промислових підприємств становлять близько 97% сумарних викидів. Відбувається забруднення водних ресурсів стічними водами, забруднення атмосфери внаслідок виділення пилу й газоподібних речовин. При спалюванні органічного палива вся його маса перетворюється на відходи, причому продукти згоряння у кілька разів перевищують масу використаного палива через включення кисню й азоту повітря. Топливосжигающие установки щорічно викидають і атмосферу Землі більш 200 млн. т окису вуглецю, 50 млн. т різних вуглеводнів, 150 млн. т двоокису сірки, понад 50 млн. т окислів азоту, 250 млн. т мелко-дисперсных аерозолів. Глобальне вступ у атмосферу вуглекислого газу від спалювання всіх видів органічного палива становить час на 20-те млрд. т на рік. Загалом забруднення атмосфери відходами виробництва теплоенергетичні викиди шкідливих речовин становлять пилом до 35%, двоокису сірки — до 50%, по окису азоту до 35%.

Происходят багато істотних змін у ландшафтах. При добуванні копалин створюються величезні насипу порожній породи. При відкритому, кар'єрному способі добування з корисними копалинами велике місце займає вскрыша. Обсяг перемещенной гірської породи у великих кар'єрів величезний. Так було в у Радянському Союзі під час до експлуатації Михайлівського і Лебединського кар'єрів Курської магнітної аномалії було знято більш 170 млн. м3 порід, перекрывающих залізні руди. З величезних котлованів площею кілька квадратних кілометрів і глибиною понад сто м вироблялося щоденне відкачування 120 тис. м3 води. Це спричинило зниженню рівня підземних вод в усьому прилеглому районі. З часом більшість відвалів заростає природною рослинністю, однак самі вироблені кар'єри залишаються як «рани землі», їх важко залучити до господарських целях.

Традиционная електроенергетика починається з гірничорудної промисловості, із видобутку палива. Якщо говорити енергетику вугільної, те з шахт і розрізів. Гизрезы — важкі, великі рани лежить на поверхні землі. Вони лише вилучають із землекористування досить великі території, зайнятих власне розрізами та його відвалами, а й помітно негативно впливають на водний режим оточуючих в радіусі кілька десятків кілометрів: сохне криниці, бідніє рослинність, для формування відвалів порід — підвищується рівень грунтових вод, з’являється у оточуючої місцевості контурне кільце з ставків і боліт і т.д.

Добыча нафти і газу призводить до змін глибоко залягаючих горизонтів геологічне середовище вулканічний. У цьому можуть відбуватися необоротні деформації земної поверхні, значно вищі, аніж за тектонічних рухах земної кори. Наприклад, осідання земної поверхні у районі Лонг-Біч (Каліфорнія) становило 8,8 м. Відбувається порушення рослинного й грунтового покровів, забруднення водної середовища проживання і атмосфери, розвиваються ерозійні процеси. Дуже серйозні наслідки можуть викликати аварії при розриві трубопроводів і за проходці свердловин. Так, на Губкинском родовищі дома аварійної свердловини утворилося озеро діаметром 600 м.

Происходит знищення структурного різноманіття біосфери, загибель багатьох видів. Зазначається надмірне збільшення тиску біосферу людини, що веде до серйозних порушень екологічної стабільності. Використання людиною у своїй господарську діяльність переважно внутрішніх стосовно біосфері джерел енергії (органічне паливо) призводить до зростання ентропії біосфери, порушення екологічних циклів двоокису вуглецю, оксидів сірки й азоту, тепловому забруднення і т.д.

Политическая: та країна, яка першою повною мірою освоїть альтернативну енергетику, здатна на світове першість і буде диктувати такі ціни на паливні ресурси;

Экономическая: перехід на альтернативні технології енергетики дозволить зберегти паливні ресурси країни на переробку у хімічній та інших галузях промисловості. З іншого боку, вартість енергії, виробленої багатьма альтернативними джерелами, вже нині нижче від вартості енергії з традиційних джерел, та й терміни окупності будівництва альтернативних електростанцій істотно коротше. Для підприємств альтернативну енергію знижуються, на традиційну — постійно зростають;

Социальная: чисельність і щільність населення постійно зростають. У цьому важко знайти райони будівництва АЕС, ГРЕС, де виробництво енергії було б рентабельно і безпечно для довкілля. Загальновідомі факти зростання онкологічних і інших тяжких хвороб околицях розташування АЕС, великих ГРЕС, підприємств паливно-енергетичного комплексу, добре відомий шкода, заподіювана гігантськими рівнинними ГЕС, — усе це збільшує соціальну напряженность.

Эволюционно-историческая: у зв’язку з обмеженістю паливних ресурсів Землі, і навіть експонентним наростанням катастрофічним змінам у атмосфері та біосферу планети існуюча традиційна енергетика представляється тупикової; для еволюційного розвитку суспільства слід розпочати поступовий перехід на натомість альтернативні джерела енергії.

Глава 2. Можливі джерела

Всё вище перелічене явно зазначає, що перехід на возобнавляемые джерела енергії неминучий. Проте, щоб очікувати, чи справді фоссильные палива повністю буде замінено і перейде чи людство на чисті й безпечні джерела, потрібно зрозуміти як величину шкоди, приносимого здобиччю органічних палив, але потрібно й оцінити можливості людства і кидатися відразу на нову сферу, а обміркувати все: причини, про які розмова йшов выше, последствия, а головне, вигідніше це, безпечно і чистіше це наскільки кажеться перший взгляд.

2.1. Енергія води

Существует кілька інших джерел, якими можемо назвати енергією воды.

Горячие води. Серед «нетрадиційних «відновлювальних джерел енергії за обсягом використання їх у світі перше місце займає підземне тепло — геотермальні води. У сумарна потужність ГеоТЭС перевищує 2 млн кіловат, це приблизно піввідсотка всіх встановлених потужностей електростанцій країни. Ще близько двох мільйонів кіловат теплової потужності використовуються безпосередньо — для теплопостачання, обігріву парників тощо. Філіппіни поступаються по абсолютним потужностями, та їх частка у національне виробництво електроенергії значна — 19%. На місці Мексика — 700 МВт, тобто. 4%. По прямого використання підземного тепла лідирують японці - близько п’яти мільйонів кіловат, що еквівалентно економії двох із половиною мільйонів 84 тонн умовного палива. Маленька європейська країна Ісландія повністю забезпечує себе помідорами, яблуками і навіть бананами. Численні ісландські теплиці отримують енергію від тепла земліінших місцевих джерел енергії в Ісландії у тому. Зате дуже багата ця країна гарячими джерелами і знаменитими гейзерами-фонтанами гарячої воды. Столица — Рейк’явік, у якій проживає половину населення країни, опалюється тільки завдяки традиційному підземних джерел. Та не опалювання черпають люди енергію із глибин землі. Давно вже працюють електростанції, використовують гарячі підземні джерела. Перша така електростанція, зовсім ще малопотужна, була побудована 1904 року у невеличкому італійському містечку Лардерелло, названий це у честь французького інженера Лардерелли, який ще 1827 року становив проект використання численних у районі гарячих джерел. Поступово потужність електростанції росла, до ладу вступали дедалі нові агрегати, використовувалися нові джерела гарячої, й у наші дні потужність станції сягнула вже значній величины-360 тисяч кіловат. У Новій Зеландії є така електростанція в районі Вайракеи, її потужність 160 тисяч кіловат. У 120 кілометрах від Сан-Франциско США виробляє електроенергію геотермальна станція потужністю 500 тисяч киловатт.

Самолеты і легковики, автобуси і можуть наводитися в рух газом, що можна отримувати від води, тож якусь-там вод-те в морях досить. З цього газу — водень, і може використовуватися як пальне. Воденьодне із найпоширеніших елементів у Всесвіті. У океані його у кожній краплі води. Молекула води і двох атомів водню і самого атома кисню. Витягнутий із води водень можна спалювати як паливо і використовувати як у тому, щоб спонукати різні транспортні засоби, але й отримання електроенергії. Дедалі більше хіміків і інженерів з ентузіазмом належить до «водневої енергетиці «майбутнього, оскільки отриманий водень досить зручно зберігати: як стиснутого газу танкерах чи скрапленому вигляді у кріогенних контейнерах за нормальної температури -203 З. Його можна зберігати й у твердому вигляді після з'єднання з железо-титановым сплавом чи з на магній для освіти металевих гідридів. Після цього їхні можна легко транспортувати і використовувати принаймні необходимости.

Що ж до безпосереднього використання річок, припливів і відпливів, можна сказати, що людина могла використати цю енергію може. Не вимагає додаткових витрат енергії; енергія доступна завжди, в отличае від енергії солнца. Может видатися, що у гидроэнергетике екологам причепитися немає до до чому — річкова вода крутить турбіни, все суто, охайно, ніякої хімії, ніякого вогню з димом. Так вважали багато десятиліть. Наприклад, будівництво гребель: передусім, гребля великий рівнинній річці означає затоплення величезних територій під водосховище з виселенням значної частини людей (затоплені родючі грунту збагачують воду велику кількість біогенних елементів, що призводить до розвитку процесів эвтрофикации і різке погіршення якості води), по-друге, гребля перегороджує річку створює важкі, часто катастрофічні наслідки для риби, що живе у ріці, і особливо для що піднімається до її верхів'їв на нерест, по-третє, вода у сховищах застоюється, її «проточность «втрачається, що позначається на життя всіх істот, які населяють річку, і шкодить людям, котрі живуть у води, по-четверте, місцеве підвищення рівня води впливає і грунтових вод, призводить до подтоплениям і заболочування, і навіть до ерозії берегів, зсувів, теж виключені прориви гребель з тисячними жертвами. До негативних наслідків ставляться також наростити втрат води на випаровування, зміна температурного режиму воды.

2.2. Сонячна енергія

Большие надії люди покладає енергію сонця. Зараз активно розробляються способи її експлуатації: винаходять нові види автомобілів, літаків, також будинків, опалюваних завдяки сонцю. Так використовувати воду, нагріту сонцем, їздити у автомобілі. Сонячна енергія є найпотужнішим і доступнішим з всіх видів нетрадиційних і відновлювальних джерел енергії у Криму. Сонячне випромінювання як невичерпний, а й абсолютно чисте джерело енергії, у якого величезним енергетичним потенціалом. Чому він був тоді слабко використовується? Однією з найсерйозніших перешкод глобального використання сонячної енергії є низька інтенсивність сонячного випромінювання. Це розробки методів і пристроїв по концентруванню сонячної енергії. Сонце нездатна справитися з «піками» навантаження, при цьому потрібно енергію акумулювати. Основне вплив гелиоустановок на довкілля є непрямим пов’язано з такими чинниками, як необхідність виробництва спеціальних високоякісних матеріалів (супроводжуване хімічним забрудненням довкілля), відторгнення території, можливість регіонального перерозподілу потоку сонячної ради-лции та інших. Масштабне впровадження сонячної енергетики вимагають великих витрат. Основний матеріал сонячних батарей на одній із найефективніших конструкцій — арсенід галію, тобто. з'єднання металу з найсильнішим отрутним речовиною — миш’яком. При масове впровадження сонячних батарей миш’яку знадобиться багато. Його виробництво всіх етапах — вреднейшая велика хімія. Екологічна чистота, як і і дешевизна этого, варианта великомасштабної енергетики виявляються чистої иллюзией.

2.3. Енергія вітру

Ветер — одне із нетрадиційних джерел енергії. Вітер розглядають фахівці одностайно із найперспективніших джерел енергії, здатний замінити як традиційні джерела, а й ядерну енергетику.

Выработка електроенергії з вітром має низку преимуществ:

экологически чисте виробництво без шкідливих відходів;

экономия дефіцитного дорогого палива (і для атомних станцій);

доступность;

практическая неисчерпаемость.

Существенным недоліком енергії вітру є його мінливість у часі, але можна компенсувати з допомогою розташування вітроагрегатів. Якщо умовах повної автономії об'єднати кілька десятків великих вітроагрегатів, то середня їх потужність буде постійної. За наявності інших джерел енергії вітрогенератор може доповнювати існуючі. І, нарешті, від вітродвигуна можна безпосередньо отримувати механічну енергію. Але й тут як та інших джерелах енергії ми можемо знайти негативні стороны.

С вітром пов’язаний одна частка забруднення довкілля, саме існування й важливість якого який завжди враховуються. Йдеться «шумовом забруднення ». Один із провідних американських компаній побудувала у штаті Огайо найбільшу світі ветросиловую установку номінальною потужністю 10 МВт. Це циклопічна — загальної заввишки понад сто метрів за скромною потужностіспорудження пропрацював всього кілька діб, і продали на злом за ціні 10 доларів за 1 тонну. Життя в радіусі кількох кілометрів стала неможлива. І це у чутному шумі і вібраціях. У цьому вся шумі сильна инфразвуковая, низькочастотна компонента, а чи не всім відомо, що інфразвук на частоті 7 гц, яка відповідає альфа-ритмом мозку, при достатньої інтенсивності в людини дуже шкідливий, може викликати найсильніші розладу здоров’я. Використання вітроустановок призводить і до опустыниванию земель: тварини йдуть із цієї місцевості, зменшується биоразнообразие.

2.4. Інші джерела (біомаса)

Во багатьох країнах важливим енергетичним джерелом залишається «біомаса ». Сюди включаються дрова, тяглова сила сільськогосподарських тварин і звинувачують їх гній, вживаний у яких як паливо. Людям, хто звик до техніці, це може бути несподіваним, але у час біомаса в світовому масштабі досі дає людям у кілька разів більше енергії, ніж атомні електростанції.

Значительное розвиток отримала переробка біомаси, джерело якої в процесах газифікації, теролиза й отримання рідких палив. Нині у світі діють десятки установок щоб одержати біогазу з сміття із використанням їх у основному задля виробництва електроенергії та тепла сумарно потужністю сотні МВт. Проте за переробці біомаси на етанол утворюються побічні продукти, передусім — промивні води та залишки перегонки. Останні є серйозним джерелом екологічного забруднення довкілля. Цікаві технології, які дозволяє процесі очищення цих відходів отримувати мінеральні речовини, використовувані у хімічній промисловості, і навіть застосовувати їх задля виробництва мінеральних удобрений Древесина. Вирубаний ліс знову виростає, замість виловлених риб з’являються інші. Проте надмірне використання можуть призвести до того що, що возобновимые ресурси стають невозобновимыми: лісу, колись вирубані у низці середземноморських країн, так цілком і не відновилися. Запаси лісу обмежені, і треба охороняти, використовуючи лише экономно.

Заключение.

Все вище сказане ставить під сумнів те, що фоссильные палива буде цілком замінені на відновлювані джерела енергії. Можливо, це відбудеться, але не скоро і, напевно, тільки тоді ми, коли не матимемо що додобывать. Сьогодні ж те й інше використовуватиметься одночасно. Людство доки готове відмовитися від органічного палива, не готова до великим грошовим витратами. Тим більш, з’ясувалося, використання відновлюваних джерел енергії не так безпечно і эколгически без шкоди, як і здавалося при поверхневому розгляді проблемы.

А. У. ОЧКИН, Р. М. ФАДЄЄВ Хімія захищає природу Казанский Ю. А., Сазыкина Т. Р., Крышев І.І. та інших. під ред. Ю. А. Казанського Введення у экологию Л. П. Астанин, До. М. Благосклонов Охорона природы Н. М. Кузьменок, Е. А. Стрельцов, А. И. Кумачев. Екологія під час уроків химии.

Интернет:

internet.

internet.

internet.