Popol a troska odstraňované z pece tvoria na povrchu litosféry skládky popola a trosky. V parovodoch z parogenerátora do turbogenerátora, v samotnom turbogenerátore, sa teplo stráca do okolia. V kondenzátore, ako aj v systéme regeneračného ohrevu napájacej vody, je kondenzačné teplo a podchladenie kondenzátu vnímané ochladenou vodou externého zásobníka.
Okrem kondenzátorov turbínového generátora,spotrebiteľmi chladiacej vody sú chladiče oleja, preplachovacie systémy popola a trosky a iné pomocné systémy, ktoré odvádzajú drenáže na vodnú hladinu alebo do hydrosféry.
Jedným z faktorov vplyvu uhoľných elektrární na životné prostredie sú emisie zo skladovania paliva, dopravy, prípravy prachu a systémov odstraňovania popola. Počas prepravy a skladovania je možné nielen znečistenie prachom, ale aj uvoľňovanie produktov oxidácie paliva v skladoch.
Rozloženie týchto emisií do atmosféry závisí od terénu, rýchlosti vetra, ich prehrievania vo vzťahu k teplote okolia, výšky oblačnosti, fázového stavu zrážok a ich intenzity. Veľké chladiace veže v kondenzátorovom chladiacom systéme elektrární tak výrazne zvlhčujú mikroklímu v oblasti staníc, prispievajú k tvorbe nízkej oblačnosti, hmly, znižujú slnečné žiarenie, spôsobujú mrholenie a v zime mráz a ľad . Interakcia emisií s hmlou vedie k vytvoreniu stabilného vysoko znečisteného jemného oblaku – smogu, ktorý je najhustejší pri povrchu zeme. Jedným z dopadov staníc na atmosféru je neustále sa zvyšujúca spotreba vzduchu potrebného na spaľovanie paliva.
Vzájomné pôsobenie tepelnej elektrárne s hydrosférou je charakterizované najmä spotrebou vody technickými vodovodnými systémami, vrátane nenávratnej spotreby vody.
Hlavnými spotrebiteľmi vody v tepelných elektrárňach a jadrových elektrárňach sú turbínové kondenzátory. Spotreba vody závisí od počiatočných a konečných parametrov pary a od systému technického zásobovania vodou.
Pri umývaní vykurovacích plôch kotlových jednotiek vznikajú zriedené roztoky kyseliny chlorovodíkovej, lúhu sodného, amoniaku, amónnych solí, železa a iných látok.
Hlavnými faktormi vplyvu TPP na hydrosféru sú emisie tepla, ktorých dôsledky môžu byť: lokálne neustále zvyšovanie teploty v nádrži; dočasné všeobecné zvýšenie teploty; zmeny mrazových podmienok, zimný hydrologický režim; meniace sa povodňové podmienky; zmena rozloženia zrážok, výpar, hmla. Spolu so zmenou klímy vedú tepelné emisie k premnoženiu vodných plôch riasami, narušeniu kyslíkovej bilancie, čo predstavuje hrozbu pre život obyvateľov riek a jazier.
Hlavnými faktormi vplyvu TPP na litosféru je ukladanie pevných častíc a kvapalných roztokov na jej povrchu - produktov emisií do ovzdušia, spotreba litosférických zdrojov vr. odlesňovanie, ťažba paliva, vyňatie ornej pôdy a lúk z poľnohospodárskeho obehu na výstavbu tepelných elektrární a na výstavbu skládok popola. Dôsledkom týchto premien je zmena krajiny.
Jadrové elektrárne pri bežnej prevádzke produkujú podstatne menej škodlivých emisií do ovzdušia ako TPP prevádzkované na fosílne palivá. Prevádzka jadrovej elektrárne teda neovplyvňuje obsah kyslíka a uhlíkového plynu v atmosfére, nemení jej chemické skupenstvo.
Hlavnými faktormi znečistenia životného prostredia sú tu radiačné ukazovatele. Rádioaktivita okruhu jadrového reaktora je spôsobená aktiváciou produktov korózie a prienikom produktov štiepenia do chladiva, ako aj prítomnosťou trícia. Prakticky všetky látky interagujúce s rádioaktívnym žiarením podliehajú indukovanej aktivite. Priamemu úniku rádioaktívnych odpadov z jadrových reakcií do životného prostredia bráni viacstupňový systém radiačnej ochrany. Najväčšie nebezpečenstvo predstavujú havárie v jadrových elektrárňach a nekontrolované šírenie radiácie.Druhým problémom prevádzky JE je tepelné znečistenie. Hlavné uvoľňovanie tepla z jadrových elektrární do životného prostredia, ako aj v tepelných elektrárňach, prebieha v kondenzátoroch zariadení s parnými turbínami. Určuje však vysoká merná spotreba pary v jadrových elektrárňach
a vysoká merná spotreba vody. Vypúšťanie chladiacej vody z jadrových elektrární nevylučuje ich radiačný vplyv na vodné prostredie, najmä únik rádionuklidov do hydrosféry.
Dôležitými znakmi možného vplyvu jadrových elektrární na životné prostredie je spracovanie „rádioaktívneho odpadu, ktorý vzniká nielen v jadrových elektrárňach, ale aj vo všetkých podnikoch palivového cyklu, ako aj potreba demontáže a likvidácie zariadení“. prvky s rádioaktivitou.
VE majú významný vplyv na prírodné prostredie, čo sa prejavuje ako pri výstavbe, tak aj počas prevádzky. Výstavba nádrží pred priehradami vodných elektrární vedie k zaplavovaniu území. Zmeny hydrologického režimu a záplavy území spôsobujú zmeny hydrochemického, hydrobiologického a hydrogeologického režimu vodných hmôt. Pri intenzívnom odparovaní vlhkosti z povrchu nádrží sú možné lokálne klimatické zmeny: zvýšenie vlhkosti vzduchu, tvorba hmiel, zvýšený vietor atď.
Zariadenia VVE majú významný vplyv na ľadový režim vodných más: na načasovanie zamrznutia, hrúbku ľadovej pokrývky atď.
Pri výstavbe veľkých vodných nádrží sa vytvárajú podmienky pre rozvoj seizmickej aktivity, ktorá je spôsobená vznikom dodatočného zaťaženia zemskej kôry a zosilnením tektonických procesov.
TPP v Rusku tvoria 16 % z celkového množstva znečisťujúcich látok vypúšťaných do ovzdušia z priemyselných podnikov a dopravy.
Od roku 1996 EK koordinujú svoju činnosť s „Environmentálnym programom rozvoja elektroenergetiky do roku 2005“. Tento zásadný dokument vychádza z úlohy postupne znižovať emisie (vypúšťania) znečisťujúcich látok do životného prostredia, aj keď sa rozsah výroby elektriny a tepla do roku 2010 obnoví na úroveň z roku 1990. Pri vývoji tohto programu boli záväzky Ruska berie do úvahy aj to, čo podnikla pri podpise medzinárodných dohovorov na zníženie cezhraničného prenosu oxidu siričitého a stabilizáciu emisií oxidu uhličitého do roku 2010 na úrovni roku 1990.
Z environmentálneho hľadiska sú TPP, ktoré zohrávajú dominantnú úlohu pri výrobe elektriny (viac ako 60 %), objekty, ktoré dlhodobo pôsobia na ovzdušie emisiami splodín spaľovania palív.
V roku 1997 pokračoval pozitívny trend znižovania emisií znečisťujúcich látok do ovzdušia z tepelných elektrární vďaka environmentálne priaznivej palivovej bilancii (podiel zemného plynu, na ktorom vzrástol zo 61,5 % na 62,9 % v dôsledku vytlačenia tuhých a kvapalných palív) , a tiež realizácia rekonštrukčných a technologických opatrení na VE zameraných na potlačenie tvorby oxidov dusíka a zvýšenie účinnosti zberní popola.
Ako ukazujú údaje nižšie, za roky 1990-1997. došlo k výraznému zníženiu emisií hlavného znečistenia ovzdušia v dôsledku prevádzky tepelných elektrární:
Pevné častice - o 49,1 %;
Oxidy dusíka - o 33,1%;
Oxid siričitý - o 43,2 %.
Všimnite si však, že za rovnaké obdobie sa výroba elektriny a tepla na TPP znížila o 34,2 %.
V budúcnosti sa plánuje ďalšie znižovanie škodlivých emisií tepelných elektrární do ovzdušia, čo by malo zabezpečiť ich zníženie v rokoch 1990-2005. až do nasledujúcich úrovní:
Pevné častice - o 31,4 %;
Oxidy dusíka - o 12,8%;
Oxid siričitý - o 11%.
Treba si uvedomiť, že popri opatreniach na zníženie škodlivých emisií z tepelných elektrární sú veľké rezervy aj v oblasti úspory energie, ktorej potenciál sa odhaduje na 400 miliónov ton referenčného paliva.
Tepelné elektrárne ničia nenahraditeľné zásoby organického paliva, ktorého spaľovaním vznikajú: troska, popol, oxid siričitý, oxid uhličitý, ktoré priamo znečisťujú životné prostredie a ovplyvňujú otepľovanie zemskej klímy.
Ako už bolo uvedené, tepelné elektrárne vyrábajú väčšinu vyrobenej energie elektrická energia Preto sa osobitná pozornosť venuje zlepšovaniu technologických procesov spaľovania palív v tepelných elektrárňach s cieľom znížiť ich negatívny vplyv na životné prostredie.
Vplyv TPP na životné prostredie závisí aj od použitého paliva. Druhy palív: tuhé (uhlie, ropná bridlica), kvapalné (nafta, nafta a palivo pre plynové turbíny) a plynné (zemný plyn).
V tepelných elektrárňach využívajúcich uhlie, čo je palivo s vysokým obsahom zlúčenín síry, sa výsledný oxid siričitý pri interakcii so vzduchom a vodnou parou nakoniec mení na stabilnú kyselinu sírovú, čo predstavuje hrozbu pre ľudské zdravie, vodné útvary a spôsobuje aktívna korózia kovových konštrukcií v blízkych oblastiach.
Ochrana ovzdušia pred hlavným zdrojom znečistenia TPP - oxidom siričitým - sa uskutočňuje predovšetkým jeho rozptylom vo vyšších vrstvách povodia. Na to sa stavajú komíny vysoké 180, 250 a dokonca aj 320 m. Radikálnejším prostriedkom na zníženie emisií oxidu siričitého je oddeľovanie síry z paliva pred jeho spaľovaním. V súčasnosti existujú v zásade dva spôsoby predúpravy paliva na zníženie obsahu síry, ktoré možno odporučiť na priemyselné využitie. Prvou metódou je chemická adsorpcia, druhou katalytická oxidácia. Obidva spôsoby umožňujú zachytiť až 90 % oxidu siričitého.
Pri spaľovaní tuhých palív sa do atmosféry dostáva popolček s časticami nespáleného paliva, anhydridy síry a síry, oxidy dusíka, určité množstvo zlúčenín fluóru, ako aj plynné produkty nedokonalého spaľovania paliva. Popolček v niektorých prípadoch obsahuje okrem netoxických zložiek aj viac škodlivých nečistôt. Takže v popole z doneckého uhlia je v malom množstve obsiahnutý arzén a v popole z uhlia Ekibastuz voľný oxid kremičitý, v popole z bridlíc a uhlia Kansk-Achinskskej panvy voľný oxid vápenatý.
Pri spaľovaní kvapalného paliva (topného oleja) so spalinami sa do ovzdušia dostávajú: oxid siričitý a anhydridy síry, oxidy dusíka, plynné a tuhé produkty nedokonalého spaľovania paliva, zlúčeniny vanádu, sodné soli, ako aj látky odstránené z paliva. povrchu kotlov pri čistení. Z ekologického hľadiska je tekuté palivo „hygienickejšie“ ako tuhé palivo. Nie je problém s skládkami popola, ktoré zaberajú veľké plochy a nielenže ich vyraďujú z úžitkového využitia, ale sú aj zdrojom neustáleho znečisťovania ovzdušia v areáli stanice v dôsledku odnášania časti popola vetrom. Okrem toho v produktoch spaľovania kvapalných palív nie je žiadny popolček. Podiel využívania kvapalných palív v energetike sa však v posledných rokoch výrazne znížil. Je to spôsobené používaním kvapalných palív v iných oblastiach národného hospodárstva: v doprave, v chemickom priemysle vrátane výroby plastov, mazív, chemikálií pre domácnosť atď.
Pri spaľovaní zemného plynu sú oxidy dusíka významným znečisťovateľom ovzdušia. Zároveň sú však emisie oxidov dusíka v priemere o 20 % nižšie ako pri spaľovaní uhlia. Je to spôsobené nielen vlastnosťami samotného paliva, ale aj zvláštnosťami jeho spaľovacích procesov. Zemný plyn je teda dnes najekologickejším druhom energetického paliva. Využívanie plynného paliva v tepelných elektrárňach, najmä v prípade ich prevádzky vo vykurovacom režime v rámci veľkých miest, v poslednom čase narastá. Zemný plyn je však cennou technologickou surovinou pre mnohé odvetvia chemického priemyslu. Napríklad výroba dusíkatých hnojív v krajine je úplne založená na dodávkach zemného plynu.
Dodávka plynu do elektrární je však spojená s ťažkosťami pri skladovaní plynného paliva. Koniec koncov, spoľahlivosť dodávky paliva do stanice úplne závisí od prietokových charakteristík plynovodu zásobujúceho stanicu. Odberové charakteristiky plynovodu majú sezónne, mesačné, týždenné a hodinové nepravidelnosti odberu. Rovnako ako v energetických systémoch, kde sú výrazné „poklesy“ a „vrcholy“ spotreby energie, aj v systéme dodávky plynu sa pozorujú výkyvy. Navyše „vrcholy“ a „poklesy“ v harmonograme systémov dodávky elektriny a plynu sa časovo zhodujú, čo negatívne ovplyvňuje dodávku paliva, t. v čase, keď sa prudko zvyšuje dopyt po elektrine a je potrebné spúšťať ďalšie špičkové napríklad elektrárne s plynovou turbínou (GTP), nie sú požadované prietoky plynu v plynovode. Pri absencii plynu v potrubí je možné použiť záložný typ paliva - kvapalné palivo. Použitie tuhého paliva ako zálohy nie je vhodné z dôvodu odlišnej konštrukcie kotlových jednotiek a špeciálneho systému prípravy paliva a pod.
Vytváranie zásob plynu je možné realizovať pomocou podzemných zásobníkov plynu (PZP), ktoré zvyčajne využívajú objem banských diel alebo iné prírodné podzemné kapacity. Zásoby plynu pre elektrárne sa však týmto spôsobom vytvárať nedajú, pretože v areáli elektrárne sú potrebné vhodné geologické podmienky, čo nie je vždy možné. A okrem toho existujú výrazné obmedzenia množstva a rýchlosti dodávky plynu zo zásobníkov, ktorá je daná technickými a ekonomickými okolnosťami. Ďalším prístupom k vytváraniu podzemných zásobníkov je rezervácia plynného paliva technológiou skvapalňovania. Podstata rezervácie plynu pomocou skvapalňovania je nasledovná. V čase „zlyhania“ plánu zaťaženia spotreby energie je v potrubí pravidelne prebytok plynu. Zemný plyn sa odoberá z potrubia cez systém sušenia a čistenia a privádza sa do chladiacej jednotky skvapalňovacieho systému. Po skvapalnení sa palivo (pri zápornej teplote cca -150 °C a atmosférickom tlaku) privádza do zásobníka skvapalneného zemného plynu (CLNG). V prípade, že disponibilná spotreba paliva v linke klesla pod požadovanú úroveň alebo vôbec chýba, je pre potreby zásobovania elektrárne palivom použitý záložný systém. Súčasne sa skvapalnený zemný plyn ohrieva, vracia sa späť do plynného stavu a posiela sa do elektrárne na spaľovanie. Keďže na spätné splyňovanie je potrebné teplo, využívajú sa toky odpadového tepla z elektrárne. Tepelná „centralizácia“ týchto tokov v procese spätného splyňovania umožňuje znížiť tepelné výpuste elektrárne do okolia.
Vo všeobecnosti interakciu TPP s prostredím charakterizujú okrem emisií popola so splodinami horenia aj tepelné výpuste.
Kondenzátorové chladiace systémy TPP výrazne zvlhčujú mikroklímu v priestore stanice, prispievajú k tvorbe nízkej oblačnosti, hmiel, znižujú slnečné žiarenie, spôsobujú mrholenie av zime mráz a poľadovicu. S chladiacou vodou sa tepelná elektráreň vypúšťa do blízkych vodných plôch veľké množstvo teplo, ktoré zvyšuje teplotu vody. Vplyv vykurovania na flóru a faunu vodných plôch sa mení v závislosti od stupňa ohrevu. Mierne zahriatie vody s jej zrýchlenou cirkuláciou priaznivo vplýva na čistenie nádrží, preto je potrebné odpadové vody predchladzovať a čistiť. Zníženie negatívneho vplyvu vypúšťania tepla do vodných nádrží je možné dosiahnuť usporiadaním chladiacich nádrží. Na 1 kW inštalovaného výkonu TPP je v priemere potrebných 58 m2 plochy nádrže.
Na zníženie nenávratných strát vody sa používajú vzduchové kondenzačné jednotky (VCU), v ktorých sa kondenzát ochladzuje v špeciálnych výmenníkoch tepla pracujúcich s konvertorom z dôvodu výmeny tepla so vzduchom a nie s vodou (prekážkou rozšíreného používania VCU je ich vysoká cena). ).
Jadrové elektrárne (JE) sú potenciálne nebezpečné tak z hľadiska zneškodňovania produktov rozpadu rádioaktívneho paliva, ktorého zneškodnenie neposkytuje úplnú ochranu pred environmentálnou katastrofou, ako aj z hľadiska veľkých havárií (napr. jadrová elektráreň v Černobyle v roku 1984).
Jednou z najdôležitejších čŕt jadrovej energetiky je nezávislosť prevádzky JE na vzdialenostiach miest výroby jadrového paliva, čím odpadá problém s umiestnením staníc v oblastiach zásob paliva a umožňuje priblíženie JE k spotrebiteľovi (napr. priemerná jadrová elektráreň, asi 100 – 150 ton jadrového paliva). Je to spôsobené predovšetkým tým, že množstvo uvoľnenej energie pri použití 1 kg paliva v jadrových reaktoroch je viac ako 106-krát dlhšie ako pri chemických reakciách spaľovania 1 kg najkalorickejšieho fosílneho paliva.
Prevádzkou jadrových elektrární možno výrazne znížiť úroveň znečistenia životného prostredia komponentmi typickými pre prevádzku tepelných elektrární - C0 2 , S0 2 , MO x, prachové častice a pod. Hlavnými faktormi znečistenia životného prostredia sú ukazovatele radiácie. Ide o žiarenie z chladiacej vody, aktivované prachové častice, ktoré sú v sfére žiarenia a vstupujú cez vetracie potrubie mimo stanice. Okrem toho sú to prenikajúce žiarenie cez nádobu reaktora a tepelné pôsobenie na vodu chladiaceho systému kondenzačnej časti stanice. Vplyv týchto faktorov na životné prostredie je nepochybne určený mnohými ukazovateľmi, medzi ktoré patrí napríklad konštrukcia reaktora, typ riadiaceho a ventilačného zariadenia, systémy spracovania odpadu a prepravy.
Najväčším nebezpečenstvom jadrových elektrární sú havárie a nekontrolované šírenie radiácie.
Pri prevádzke jadrových elektrární vzniká aj problém tepelného znečistenia. Na jednotku vyrobenej energie uvoľňujú jadrové elektrárne do životného prostredia viac tepla ako tepelné elektrárne za podobných podmienok. Spotreba chladenej vody sa v závislosti od kapacity pohybuje od 70 do 180, čo zodpovedá prietoku takých riek ako Khoper alebo Southern Bug.
Hydraulické elektrárne. Pri vytváraní nádrží pre vodné elektrárne dochádza k zaplavovaniu veľkých plôch lesov, poľnohospodárskej pôdy, kultúrnych pamiatok, v niektorých prípadoch je potrebné dosídľovanie celých sídiel. V extrémnych situáciách (pri pretrhnutí hrádze) môžu nastať značné škody na ekonomike regiónov, hrozí aj zaplavenie miest. Z povrchu nádrží sa vyparuje zvýšené množstvo vlhkosti, čo priamo ovplyvňuje klimatické zmeny regiónov a Zeme ako celku.
Uvažujme o problémoch ekologickej interakcie hydrotechnických komplexov s prostredím.
Vodné elektrárne sú často označované ako elektrárne využívajúce obnoviteľné zdroje energie. V porovnaní s inými druhmi prírodných zdrojov však premena vodnej energie na elektrickú vedie k významným environmentálnym vplyvom. Pre vodné elektrárne je potrebné vybudovať významné nádrže, čo vedie k zaplavovaniu priľahlého územia. Čím rovinatejší je reliéf v oblasti výstavby vodnej elektrárne, tým väčšie plochy spadajú do záplavovej zóny.
Vplyv nádrží na miestne klimatické podmienky má dvojaký charakter – ochladzovacie a otepľovacie účinky.
Jedným z dôležitých faktorov určujúcich dôsledky vplyvu nádrží na životné prostredie je plocha nádrže. Asi 88% z celkového počtu nádrží v našej krajine bolo vybudovaných v plochých podmienkach, hlavy používané vo vodných elektrárňach dosahujú 15–25 m a plocha vodnej plochy je niekedy niekoľko tisíc kilometrov štvorcových.
Významným faktorom vplyvu na životné prostredie je salinizácia a alkalizácia úrodných pôd v zavlažovaných oblastiach pri nedostatočnom odvodňovaní, čo vedie k strate úžitkových pôd.
Podľa niektorých geológov a seizmológov je málo prebádaným dôsledkom výstavby vodných elektrární takzvaná „indukovaná seizmicita“ v oblasti, kde sa nachádzajú výkonné hydroelektrárne a veľké nádrže. Podľa existujúcej hypotézy dodatočné napätia vznikajúce hmotnosťou vody vo vodnej ploche a priamo samotnou priehradou sú schopné narušiť rovnovážny stav zemskej kôry v tejto oblasti. Za prítomnosti doteraz neznámych geologických porúch v nej uvoľnené napätie výrazne prevyšuje veľkosť „rušivého“ zaťaženia z masy vody a hydraulických stavieb. Tak napríklad v decembri 1967 bola v Indii úplne zničená priehrada Coupe s výškou 103 m. Príčinou katastrofy bolo zemetrasenie, ktorého epicentrum sa nachádzalo priamo pod telesom priehrady.
Integrovaný prístup k určovaniu optimálneho využitia VE v energetických sústavách vedie k záveru, že je účelné zaviesť nový typ vodných elektrární – prečerpávacie elektrárne (PVE). Tento perspektívny typ vodných elektrární je určený predovšetkým na vyrovnávanie nerovnomerného harmonogramu spotreby energie a uľahčenie prevádzky iných typov elektrární. V noci a počas víkendov, s poklesom spotreby energie v priemyselnom sektore, PSP pracujú v čerpacom režime s využitím elektriny vyrobenej v iných elektrárňach. Zároveň sa akumulujú vodné zdroje, pretože voda zo spodnej bariéry nádrže elektrárne sa prečerpáva do hornej. V období prudkého nárastu spotreby energie sa PSPP prepne do generátorového režimu prevádzky a využíva „akumulované“ zdroje. Použitie prečerpávacej elektrárne vedie k úspore paliva v energetickom systéme. To znižuje problém pokrytia vrcholov krivky zaťaženia. To je obzvlášť dôležité, pretože s rastom blokových kapacít blokov tepelných elektrární a jadrových elektrární sa ich manévrovacie vlastnosti prudko zhoršili. Keďže využitie prečerpávacích elektrární v konečnom dôsledku umožňuje znížiť spotrebu fosílnych palív v energetickom systéme, možno tieto elektrárne právom považovať za jedny z možné metódy zlepšenie environmentálneho výkonu energetických zariadení.
Všeobecný škodlivý účinok energetických zariadení:
Energetické zariadenia sú zdrojmi žiarenia elektromagnetických polí, ktoré majú negatívny vplyv na ľudské zdravie (normalizovaná sila elektromagnetického poľa je 20 kV/m po dobu 10 minút denne), rušia televízne a rozhlasové vysielanie. Takže napríklad pod 500 kV napájacím vedením je sila poľa 10 kV / m, pod 750 kV elektrickým vedením - 15 kV / m.
Zdrojom hluku sú aj elektrárne.
Odstúpenie od využívania prírodných zdrojov, pôdy a vody.
Opatrenia na zníženie negatívneho vplyvu energetických systémov na životné prostredie:
· Pre tepelné elektrárne – zlepšenie procesov spaľovania paliva, čistenie splodín horenia a zvýšenie výšky potrubí pri ich vypúšťaní do atmosféry.
· Pre VE – redukcia výstavby na riekach s vysokou úrovňou „vzduchu“, vytváranie štruktúr ochrany rýb, redukcia „zrkadiel“ hladiny nádrží.
· Pre jadrové elektrárne – zlepšenie projektov energetických blokov, spôsobov a zariadení na likvidáciu jadrového odpadu.
· Využívanie alternatívnych, ekologických a bezpečných metód získavania žiarenia elektrickej energie.
Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár
Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.
Uverejnené dňa http://www.allbest.ru/
Abstrakt na tému:
"Vplyv energie na životné prostredie"
Úvod
1. Tepelné elektrárne
3. Jadrové elektrárne
4. Alternatívna energia
Úvod
Elektrická energia je najdôležitejšia, univerzálna, technicky a ekonomicky najefektívnejšia forma energie. Jeho ďalšou výhodou je ekologická bezpečnosť používania a prenosu elektriny elektrickým vedením v porovnaní s prepravou palív, ich prečerpávaním potrubnými systémami. Elektrina prispieva k rozvoju technológií šetrných k životnému prostrediu vo všetkých priemyselných odvetviach. Výroba elektriny v mnohých tepelných elektrárňach, vodných elektrárňach, jadrových elektrárňach je však spojená s výraznými negatívnymi vplyvmi na životné prostredie. Vo všeobecnosti z hľadiska miery ovplyvnenia patria energetické zariadenia medzi priemyselné zariadenia, ktoré najintenzívnejšie ovplyvňujú biosféru.
V súčasnej fáze nadobudol problém interakcie medzi energiou a životným prostredím nové črty a rozšíril svoj vplyv na rozsiahle územia, väčšinu riek a jazier, obrovské objemy zemskej atmosféry a hydrosféry. Aj výraznejšie rozsahy spotreby energie v dohľadnej dobe predurčujú ďalšie intenzívne zvyšovanie rôznych vplyvov na všetky zložky životného prostredia v celosvetovom meradle.
S rastom blokových kapacít blokov, elektrární a energetických systémov, mernej a celkovej spotreby energie vyvstala úloha obmedziť znečisťujúce emisie do ovzdušia a vodných nádrží, ako aj lepšie využiť ich prirodzenú rozptylovú kapacitu.
Diagram č. 1. Výroba elektriny vo svete v roku 1995 podľa typov elektrární, %
Predtým sa pri výbere spôsobov výroby elektrickej a tepelnej energie hľadali spôsoby komplexného riešenia problematiky energetiky, vodného hospodárstva, dopravy, priraďovania hlavných parametrov objektov (typ a kapacita stanice, objem zásobníka a pod.). sa riadili predovšetkým minimalizáciou ekonomických nákladov. Zároveň sa čoraz viac do popredia dostávajú otázky hodnotenia. možné následky výstavba a prevádzka energetických zariadení.
1. Tepelné elektrárne
Ako je zrejmé z diagramu č.1, veľký podiel elektriny (63,2 %) vo svete vyrábajú tepelné elektrárne. Preto škodlivé emisie tohto typu elektrární do atmosféry poskytujú najväčšie množstvo antropogénneho znečistenia v nej. Tvoria teda približne 25 % všetkých škodlivých emisií vypúšťaných do ovzdušia z priemyselných podnikov.Treba si uvedomiť, že za 20 rokov od roku 1970 do . m3 plynu.
Tabuľka číslo 1. Ročné emisie tepelných elektrární na fosílne palivá s výkonom 1000 MW, tis. T.
Okrem hlavných zložiek vznikajúcich pri spaľovaní fosílnych palív (oxid uhličitý a voda), emisie TPP obsahujú prachové častice. odlišné zloženie, oxidy síry, oxidy dusíka, zlúčeniny fluóru, oxidy kovov, plynné produkty nedokonalého spaľovania palív Ich vstup do ovzdušia spôsobuje veľké škody ako všetkým hlavným zložkám biosféry, tak aj podnikom, mestským zariadeniam, doprave a mestskému obyvateľstvu. Prítomnosť prachových častíc, oxidov síry je daná obsahom minerálnych nečistôt v palive a prítomnosť oxidov dusíka je daná čiastočnou oxidáciou vzdušného dusíka vo vysokoteplotnom plameni. Až 50 % škodlivých látok tvorí oxid siričitý, približne 30 % oxid dusíka, až 25 % popolček.
Údaje o ročných emisiách tepelných elektrární do ovzdušia pre rôzne palivá sú uvedené v tabuľke č. Uvedené údaje sa vzťahujú na ustálené prevádzkové režimy zariadenia. Prevádzka TPP v mimoprojektových (prechodných) režimoch je spojená nielen so znížením účinnosti kotlov, turbínových agregátov a elektrogenerátorov, ale aj so zhoršením účinnosti všetkých zariadení, ktoré znižujú negatívne vplyvy elektrárne.
Hydrosféra
Ryža. 1. Vplyv TPP na životné prostredie
Plynné emisie zahŕňajú najmä zlúčeniny uhlíka, síry, dusíka, ako aj aerosóly a karcinogény.
Oxidy uhlíka (CO a CO2) prakticky neinteragujú s inými látkami v atmosfére a ich životnosť je prakticky neobmedzená. Vlastnosti CO a CO2, ako aj iných plynov vo vzťahu k slnečnému žiareniu sa vyznačujú selektivitou v malých častiach spektra. Takže pre CO2 za normálnych podmienok sú charakteristické tri pásma selektívnej absorpcie žiarenia v rozsahu vlnových dĺžok: 2,4 - 3,0; 4,0 - 4,8; 12,5 - 16,5 um. So stúpajúcou teplotou sa šírka pásov zväčšuje a nasiakavosť klesá, pretože hustota plynu klesá.
Oxid siričitý – SO2 je jednou z najtoxickejších plynných emisií z elektrární. Tvorí približne 99 % emisií zlúčenín síry (zvyšok tvorí SO3). Jeho merná hmotnosť je 2,93 kg/m3, bod varu je 195?C. Doba zotrvania SO2 v atmosfére je relatívne krátka. Podieľa sa na katalytických, fotochemických a iných reakciách, v dôsledku ktorých sa oxiduje a vyzráža sa na sírany. V prítomnosti značného množstva amoniaku NH3 a niektorých ďalších látok sa životnosť SO2 odhaduje na niekoľko hodín. V relatívne čistom vzduchu dosahuje 15 - 20 dní. V prítomnosti kyslíka SO2 oxiduje na SO3 a reaguje s vodou za vzniku kyseliny sírovej. Podľa niektorých štúdií sú konečné produkty reakcií zahŕňajúcich SO2 rozdelené nasledovne: 43 % pripadá na povrch litosféry vo forme zrážok a 13 % na povrch hydrosféry. Akumulácia zlúčenín obsahujúcich síru sa vyskytuje najmä v oceánoch. Účinky týchto produktov na ľudí, zvieratá a rastliny, ako aj na rôzne látky, sú rôzne a závisia od koncentrácie a od rôznych faktorov prostredia.
V spaľovacích procesoch tvorí dusík s kyslíkom množstvo zlúčenín: N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4 a N2O5, ktorých vlastnosti sa výrazne líšia. Oxid dusný N2O vzniká pri redukcii vyšších oxidov a nereaguje s atmosférickým vzduchom. Oxid dusnatý NO je bezfarebný, mierne rozpustný plyn. Ako ukazuje Ya.B. Zel'dovich, reakcia tvorby oxidu dusnatého je tepelnej povahy:
O2 + N2 = NO2 + N - 196 kJ/mol,
N + O2 = NO + O + 16 kJ/mol,
N2+02=2NO - 90 kJ/mol.
V prítomnosti vzduchu sa NO oxiduje na NO2. Oxid dusičitý NO2 pozostáva z dvoch typov molekúl - NO2 a N2O4:
2NO2 = N2O4 + 57 kJ/mol.
V prítomnosti vlhkosti NO2 ľahko reaguje za vzniku kyseliny dusičnej:
3N02 + H2O = 2HN03 + NO.
Anhydrid dusný N2O3 sa rozkladá pri atmosférickom tlaku:
a vznikajú v prítomnosti kyslíka:
4NO + O2 = 2N2O3 + 88 kJ/mol.
Anhydrid dusnatý N2O3 je silné oxidačné činidlo. Reaguje s vodou za vzniku kyseliny sírovej. Vzhľadom na prechodnosť reakcií tvorby
oxidov dusíka a ich vzájomných interakcií a zložiek atmosféry, ako aj v dôsledku žiarenia nie je možné brať do úvahy presné množstvo každého z oxidov. Preto celkové množstvo NOx vedie k NO2. Na posúdenie toxických účinkov je však potrebné vziať do úvahy, že zlúčeniny dusíka emitované do atmosféry majú rôzne aktivity a životnosť: NO2 - asi 100 hodín, N2O - 4,5 roka.
Aerosóly sa delia na primárne – priamo emitované a sekundárne – vznikajúce pri premenách v atmosfére. Doba existencie aerosólov v atmosfére sa značne líši – od minút po mesiace, v závislosti od mnohých faktorov. Veľké aerosóly v atmosfére vo výške do 1 km existujú 2-3 dni, v troposfére - 5-10 dní, v stratosfére - až niekoľko mesiacov. Karcinogénne látky emitované alebo vznikajúce v atmosfére sa správajú podobne ako aerosóly. Presné údaje o správaní sa týchto látok v ovzduší však prakticky neexistujú.
Jedným z faktorov interakcie medzi TPP a vodným prostredím je spotreba vody priemyselnými vodárenskými systémami vr. nenávratná spotreba vody. Hlavná časť spotreby vody v týchto systémoch sa využíva na chladenie kondenzátorov parných turbín. Zvyšní odberatelia procesnej vody (systémy na odstraňovanie popola a trosky, chemická úprava vody, chladenie a umývanie zariadení) spotrebujú asi 7 % z celkovej spotreby vody. Zároveň sú hlavnými zdrojmi znečistenia nečistotami. Napríklad pri umývaní vykurovacích plôch kotlových jednotiek sériových blokov TPP s výkonom 300 MW vzniká až 10 000 m3 zriedených roztokov kyseliny chlorovodíkovej, lúhu sodného, amoniaku a amónnych solí.
Okrem toho odpadová voda z tepelných elektrární obsahuje vanád, nikel, fluór, fenoly a ropné produkty. Vo veľkých elektrárňach dosahuje spotreba vody kontaminovanej ropnými produktmi (oleje a vykurovací olej) 10-15 m3/h s priemerným obsahom ropných produktov 1-30 mg/kg (po vyčistení). Keď sa vysypú do vodných plôch, poskytujú zhubný vplyv o kvalite vody, vodných organizmoch.
Nebezpečné je aj takzvané tepelné znečistenie vodných plôch, ktoré spôsobuje rôzne poruchy ich stavu. Tepelné elektrárne vyrábajú energiu pomocou turbín poháňaných zohriatou parou a odpadová para je chladená vodou. Preto z elektrární do nádrží nepretržite tečie prúd vody s teplotou o 8-12°C vyššou ako je teplota vody v nádrži. Veľké tepelné elektrárne vypúšťajú až 90 m?/s ohriatej vody. Podľa prepočtov nemeckých a švajčiarskych vedcov sú možnosti riek Švajčiarska a horného toku Rýna na ohrev odpadového tepla elektrární už vyčerpané. Ohrev vody v žiadnom mieste rieky by nemal prekročiť o viac ako 3°C maximálnu teplotu riečnej vody, ktorá je predpokladaná na 28°C. Z týchto podmienok je výkon nemeckých elektrární vybudovaných na Rýne, Inn, Weser a Labe obmedzený na 35 000 MW. Tepelné znečistenie môže viesť k smutným následkom. Podľa N.M. Svatkov, zmena charakteristík prostredia (zvýšenie teploty vzduchu a zmena hladiny svetového oceánu) v najbližších 100-200 rokoch môže spôsobiť kvalitatívnu reštrukturalizáciu prostredia (topenie ľadovcov, vzostup hladiny svetový oceán o 65 metrov a zaplavenie rozsiahlych oblastí zeme).
Treba povedať, že vplyv TPP na životné prostredie sa výrazne líši podľa typu paliva (tabuľka 1). Jedným z faktorov vplyvu TPP na uhlie sú emisie zo skladovania, dopravy, prípravy prachu a systémov odstraňovania popola. Počas prepravy a skladovania je možné nielen znečistenie prachom, ale aj uvoľňovanie produktov oxidácie paliva.
Najčistejším palivom pre tepelné elektrárne je plyn, prírodný aj získaný pri rafinácii ropy alebo v procese metánovej fermentácie organických látok. Najviac „špinavým“ palivom je ropná bridlica, rašelina, hnedé uhlie. Pri ich spaľovaní vzniká väčšina prachových častíc a oxidov síry.
Pokiaľ ide o zlúčeniny síry, existujú dva prístupy k riešeniu problému minimalizácie emisií do atmosféry počas spaľovania fosílnych palív:
1) čistenie zlúčenín síry z produktov spaľovania paliva (odsírenie spalín);
2) odstránenie síry z paliva pred jeho spaľovaním.
K dnešnému dňu sa dosiahli určité výsledky v oboch smeroch. Medzi výhody prvého prístupu treba spomenúť jeho absolútnu účinnosť - odstráni sa až 90-95% síry - možnosť použitia prakticky bez ohľadu na druh paliva. Medzi nevýhody patria veľké kapitálové investície. Energetické straty pre tepelné elektrárne spojené s odsírením sú približne 3-7%. Hlavnou výhodou druhého spôsobu je, že čistenie sa vykonáva bez ohľadu na prevádzkové režimy tepelných elektrární, zatiaľ čo zariadenia na odsírenie spalín prudko zhoršujú ekonomickú výkonnosť elektrární z dôvodu, že väčšinu času sú nútené pracovať v režime mimo dizajnu. Zariadenia na odsírenie paliva je možné vždy používať v nominálnom režime, kde sa skladuje vyčistené palivo.
O probléme znižovania emisií oxidov dusíka z tepelných elektrární sa vážne uvažuje od konca 60. rokov. V súčasnosti sa už s touto problematikou nazbierali určité skúsenosti. Možno uviesť nasledujúce metódy:
1) zníženie súčiniteľa prebytočného vzduchu (takto je možné dosiahnuť zníženie obsahu oxidov dusíka o 25-30% znížením súčiniteľa prebytku vzduchu (?) z 1,15 - 1,20 na 1,03);
2) zachytávanie oxidov s následným spracovaním na predajné produkty;
3) zničenie oxidov na netoxické zložky.
Na zníženie koncentrácie škodlivých látok v povrchovej vrstve vzduchu sú kotolne TPP vybavené vysokými, až 100-200 metrovými alebo viac, komínmi. To však tiež vedie k zvýšeniu oblasti ich rozptylu. Výsledkom je, že veľké priemyselné centrá tvoria znečistené oblasti s dĺžkou desiatok a so stálym vetrom - stovky kilometrov.
2. Hydraulické elektrárne
ekologická elektrina atmosféra palivo
Vodné elektrárne sú v porovnaní s elektrárňami na fosílne palivá nepochybne čistejšie z hľadiska životného prostredia: nevypúšťajú do atmosféry žiadne emisie popola, síry a oxidov dusíka. Je to dôležité, keďže vodné elektrárne sú pomerne bežné a sú na druhom mieste po tepelných elektrárňach vo výrobe elektriny (schéma č. 1) ekológia vo vodnej energii. V našej krajine bola priorita ochrany životného prostredia uznaná na celozväzovej vedecko-technickej konferencii „Budúcnosť vodnej energie. Hlavné smery pre vytvorenie vodných elektrární novej generácie“ (1991). Najvýraznejšie boli otázky vytvorenia vysokotlakových vodných elektrární s veľkými nádržami, záplav pôdy, kvality vody a zachovania flóry a fauny.
S prevádzkou tohto typu elektrární sú totiž spojené aj výrazné negatívne zmeny životného prostredia, ktoré sú spojené s vytváraním priehrad a nádrží. Mnohé zmeny sa dostanú do rovnováhy s prostredím dlho, čo sťažuje predpovedanie možného vplyvu nových elektrární na životné prostredie.
Obr. 2 Vplyv VE na životné prostredie
Vytvorenie vodnej elektrárne je spojené so zaplavením pôdnych zdrojov. Celkovo je v súčasnosti na svete zaplavených viac ako 350 tisíc km². Toto číslo zahŕňa plochy pôdy vhodné na poľnohospodárske využitie. Pred zaplavením pôdy nie je vždy vykonávané čistenie lesa, takže zostávajúci les sa pomaly rozkladá a vytvára fenoly, čím sa nádrž znečisťuje. Okrem toho sa v pobrežnom páse nádrže mení hladina podzemnej vody, čo vedie k podmáčaniu územia a vylučuje využitie tohto územia ako poľnohospodárskej pôdy.
Veľké amplitúdy kolísania hladín v niektorých nádržiach nepriaznivo ovplyvňujú reprodukciu rýb; priehrady blokujú cestu (k treniu) sťahovavých rýb; V niektorých nádržiach sa rozvíjajú procesy eutrofizácie, a to najmä v dôsledku vypúšťania odpadových vôd obsahujúcich veľké množstvo biogénnych prvkov do riek a nádrží. Biologická produktivita nádrží sa zvyšuje, keď do nich s riečnou vodou vstupujú biogénne prvky (dusík, fosfor, draslík). V dôsledku toho sa v nádržiach intenzívne rozvíjajú modrozelené riasy, tzv. vodný kvet. Oxidácia hojne odumierajúcich rias spotrebuje veľké množstvo kyslíka rozpusteného vo vode, za anaeróbnych podmienok sa z ich bielkovín uvoľňuje jedovatý sírovodík a voda odumre. Tento proces sa rozvíja najskôr v spodných vrstvách vody, potom postupne zachytáva veľké vodné masy – dochádza k eutrofizácii nádrže. Takáto voda je nevhodná na zásobovanie vodou a produktivita rýb je v nej výrazne znížená. Intenzita rozvoja procesu eutrofizácie závisí od stupňa prietoku zdrže a od jej hĺbky. Samočistenie vody v jazerách a nádržiach je spravidla pomalšie ako v riekach, preto so zvyšujúcim sa počtom nádrží na rieke klesá jej samočistiaca schopnosť.
Pre vodné elektrárne je charakteristická zmena hydrologického režimu riek - dochádza k zmene a prerozdeleniu odtoku, k zmene hladinového režimu, k zmene režimov prúdov, vlnových, termických a ľadových. Prietok vody sa môže niekoľkonásobne znížiť a v niektorých zónach nádrže sa môžu objaviť úplne stojaté oblasti. Špecifické zmeny v tepelnom režime vodných hmôt nádrže, ktorá sa líši od rieky aj jazera. Zmena ľadového režimu je vyjadrená posunom v načasovaní zamrznutia, zväčšením hrúbky ľadovej pokrývky nádrže o 15-20%, pričom v blízkosti prepadov sa tvoria polyny. Tepelný režim na dolnom toku sa mení: na jeseň prichádza teplejšia voda, ktorá sa cez leto v nádrži ohrieva a na jar je v dôsledku ochladenia v zimných mesiacoch chladnejšia o 2-4°C. Tieto odchýlky od prírodných podmienok siahajú stovky kilometrov od hrádze elektrárne.
Zmena hydrologického režimu a zaplavenie území spôsobuje zmenu hydrochemického režimu vodných hmôt. V hornom bazéne sú vodné masy nasýtené organickou hmotou prichádzajúcou s riečnym odtokom a vymývaným zo zaplavených pôd a v dolnom bazéne sú vyčerpané, pretože. minerálne látky v dôsledku nízkych prietokov sa ukladajú na dne. V dôsledku regulácie toku Volhy sa teda tok nerastných surovín do Kaspického mora znížil takmer trikrát. Podmienky toku Donu do Azovského mora sa dramaticky zmenili, čo spôsobilo zmenu vo výmene vody v Azovskom a Čiernom mori a zmenu v zložení soli v Azovskom mori.
V hornom aj dolnom toku sa mení zloženie plynu a výmena plynu vo vode. V dôsledku zmien kanálových režimov sa v nádržiach vytvárajú sedimenty.
Vytváranie nádrží môže spôsobiť zemetrasenia aj v azeizmických oblastiach v dôsledku presakovania vody do hraníc zlomov. Potvrdzujú to zemetrasenia v údoliach Mississippi, Chaira (India) atď.
Škody spôsobené vodnými elektrárňami sa dajú do značnej miery znížiť alebo kompenzovať. Efektívnym spôsobom, ako znížiť zaplavovanie území, je zvýšenie počtu VE v kaskáde s poklesom tlaku na každom stupni a následne aj hladiny nádrže. Napriek poklesu energetickej náročnosti sú základom všetkého moderného rozvoja nízkotlakové vodné elektrárne, ktoré zabezpečujú minimálne záplavy pôdy. Záplavy pôdy sú tiež kompenzované kultiváciou pôdy v iných oblastiach a zvýšenou produktivitou rýb v nádržiach. Z každého hektára vody sa totiž dá získať viac živočíšnych bielkovín ako z poľnohospodárskej pôdy. Na dosiahnutie tohto cieľa slúžia továrne na ryby. Je tiež potrebné znížiť plochu zaplavenej pôdy na jednotku vyrobenej energie. Na uľahčenie prechodu rýb štruktúrami hydroelektrického komplexu študujú správanie rýb na vodných stavbách, ich vzťah k prietoku a teplote vody, k topografii dna a osvetleniu; vytvárajú rybopriechodové uzávery - pomocou špeciálnych zariadení je priťahovaný k rybej nádrži a následne je prenášaný z predhrádzových úsekov rieky do nádrže. Radikálnym spôsobom, ako zabrániť eutrofizácii vodných útvarov, je zastaviť vypúšťanie odpadových vôd.
3. Jadrové elektrárne
Ilúzia o bezpečnosti jadrovej energie bola zničená po niekoľkých veľkých haváriách vo Veľkej Británii, USA a ZSSR, ktorých apoteózou bola katastrofa v jadrovej elektrárni v Černobyle. V epicentre havárie bola úroveň kontaminácie taká vysoká, že obyvateľstvo mnohých oblastí muselo byť evakuované a pôda, povrchové vody a vegetácia boli rádioaktívne kontaminované na mnoho desaťročí. To všetko prehĺbilo pochopenie, že mierumilovný atóm si vyžaduje špeciálny prístup.
Nebezpečenstvo jadrovej energetiky však nespočíva len v oblasti havárií a katastrof. Aj keď jadrová elektráreň funguje normálne, určite vyžaruje značné množstvo rádioaktívnych izotopov (uhlík-14, kryptón-85, stroncium-90, jód-129 a 131). Je potrebné poznamenať, že zloženie rádioaktívnych odpadov a ich aktivita závisí od typu a konštrukcie reaktora, od typu jadrového paliva a chladiva. V emisiách vodou chladených reaktorov teda prevládajú rádioizotopy kryptónu a xenónu, v grafitovo-plynových reaktoroch rádioizotopy kryptónu, xenónu, jódu a cézia a v sodíkových rýchlych reaktoroch inertné plyny, jód a cézium.
Atmosféra
Ryža. 3. Vplyv JE na životné prostredie
Zvyčajne, keď hovoria o radiačnom znečistení, majú na mysli gama žiarenie, ktoré ľahko zachytia Geigerove počítače a na nich založené dozimetre. Zároveň existuje veľa beta žiaričov, ktoré existujúce sériovo vyrábané zariadenia zle detegujú. Tak ako sa rádioaktívny jód koncentruje v štítnej žľaze a spôsobuje jej poškodenie, v niektorých rastlinných bunkových štruktúrach (chloroplasty, mitochondrie a bunkové membrány) sa hromadia rádioizotopy inertných plynov, ktoré boli v 70. rokoch považované za absolútne neškodné pre všetko živé. Jedným z hlavných emitovaných inertných plynov je kryptón-85. Množstvo kryptónu-85 v atmosfére (hlavne v dôsledku prevádzky jadrových elektrární) sa zvyšuje o 5% ročne. Ďalším rádioaktívnym izotopom, ktorý nezachytia žiadne filtre a ktorý vo veľkých množstvách produkuje akákoľvek jadrová elektráreň, je uhlík-14. Existuje dôvod domnievať sa, že akumulácia uhlíka-14 v atmosfére (vo forme CO2) vedie k prudkému spomaleniu rastu stromov. Teraz v zložení atmosféry sa množstvo uhlíka-14 zvýšilo o 25% v porovnaní s predatómovou érou.
Dôležitým znakom možného vplyvu jadrových elektrární na životné prostredie je nutnosť demontáže a likvidácie prvkov zariadení s rádioaktivitou po skončení ich životnosti alebo z iných dôvodov. Doteraz sa takéto operácie uskutočnili len na niekoľkých experimentálnych zariadeniach.
Počas bežnej prevádzky sa do prostredia dostane len niekoľko jadier plynných a prchavých prvkov, ako sú kryptón, xenón a jód. Výpočty ukazujú, že aj pri 40-násobnom zvýšení kapacity jadrovej energie nebude jej príspevok ku globálnej rádioaktívnej kontaminácii predstavovať viac ako 1 % úrovne prirodzeného žiarenia na planéte.
V elektrárňach s varnými reaktormi (jednoslučkový) sa väčšina rádioaktívnych prchavých látok uvoľňuje z chladiva v kondenzátoroch turbín, odkiaľ sú spolu s plynmi rádiolýzy vody vyvrhované ejektormi vo forme zmes pary a plynu do špeciálnych komôr, boxov alebo plynojemov na primárne spracovanie alebo spaľovanie. Zvyšok plynných izotopov sa uvoľňuje pri dekontaminácii roztokov v záchytných nádržiach.
V elektrárňach s tlakovodnými reaktormi sa plynný rádioaktívny odpad uvoľňuje v záchytných nádržiach.
Plynné a aerosólové odpady z inštalačných priestorov, skríň parogenerátorov a čerpadiel, ochranných obalov zariadení, nádob s kvapalnými odpadmi sa odstraňujú pomocou ventilačných systémov v súlade s normami pre únik rádioaktívnych látok. Prúdy vzduchu z ventilátorov sú čistené od väčšiny aerosólov na látkových, vláknitých, obilných a keramických filtroch. Pred vypustením do ventilačného potrubia vzduch prechádza cez usadzovacie nádrže plynu, v ktorých sa rozkladajú krátkodobé izotopy (dusík, argón, chlór atď.).
Okrem emisií spojených s radiačným znečistením sú jadrové elektrárne, podobne ako tepelné elektrárne, charakteristické emisiami tepla, ktoré ovplyvňujú životné prostredie. Príkladom je jadrová elektráreň Vepko Sarri. Jeho prvý blok bol spustený v decembri 1972 a druhý - v marci 1973. Zároveň sa teplota vody na hladine rieky v blízkosti elektrárne v roku 1973 bola o ?4°C vyššia ako teplota v roku 1971. a teplotné maximum bolo pozorované o mesiac neskôr. Teplo sa uvoľňuje aj do atmosféry, na čo sa v jadrových elektrárňach využívajú takzvané jadrové elektrárne. chladiace veže. Do atmosféry uvoľňujú 10-400 MJ/(m?·h) energie. Široké používanie výkonných chladiacich veží vyvoláva množstvo nových problémov. Spotreba chladiacej vody pre typický blok JE s výkonom 1100 MW s odparovacími chladiacimi vežami je 120 tis. t/h (pri teplote okolitej vody 14°C). Pri bežnom obsahu solí v prídavnej vode sa ročne uvoľní asi 13,5 tisíc ton solí, ktoré spadnú na povrch okolia. K dnešnému dňu neexistujú spoľahlivé údaje o vplyve týchto faktorov na životné prostredie.
V jadrových elektrárňach sa predpokladajú opatrenia na úplné vylúčenie vypúšťania odpadových vôd kontaminovaných rádioaktívnymi látkami. Do vodných útvarov je povolené vypúšťať presne stanovené množstvo vyčistenej vody s koncentráciou rádionuklidov nepresahujúcou úroveň pre pitnú vodu. Systematické pozorovania vplyvu jadrových elektrární na vodné prostredie počas bežnej prevádzky totiž neodhalia výrazné zmeny v prirodzenom rádioaktívnom pozadí. Ostatné odpady sa skladujú v kontajneroch v tekutej forme alebo sa predbežne premieňajú na tuhé skupenstvo, čo zvyšuje bezpečnosť skladovania.
4. Alternatívna energia
Čoraz viac sa diskutuje o elektrárňach využívajúcich obnoviteľné zdroje energie – prílivové, geotermálne, solárne, vesmírne solárne, veterné a niektoré ďalšie. Vyvíjajú sa ich nové projekty, budujú sa experimentálne a prvé priemyselné inštalácie. Je to spôsobené ekonomickými aj environmentálnymi faktormi. Veľké nádeje sa vkladajú do „alternatívnych“ elektrární z hľadiska znižovania antropogénneho zaťaženia životného prostredia. Európska únia napríklad plánuje v najbližších rokoch zvýšiť podiel energie vyrobenej v takýchto elektrárňach.
Šíreniu „alternatívnych“ elektrární bránia rôzne technické a technologické ťažkosti. Tieto elektrárne nie sú bez environmentálnych nevýhod. Veterné elektrárne sú teda zdrojmi tzv. hluková záťaž, solárne elektrárne dostatočnej kapacity zaberajú veľké plochy, čo kazí krajinu a sťahuje z pôdy z poľnohospodárskeho obehu. Prevádzka vesmírnych solárnych elektrární (v projekte) je spojená s prenosom energie na Zem prostredníctvom vysoko koncentrovaného zväzku mikrovlnného žiarenia. Jeho možný účinok nebol skúmaný a je charakterizovaný ako pravdepodobne negatívny. Samostatné geotermálne elektrárne
Ich vplyv na atmosféru je charakterizovaný možnými emisiami arzénu, ortuti, zlúčenín síry, bóru, kremičitanov, amoniaku a iných látok rozpustených v podzemných vodách. Do atmosféry sa uvoľňuje aj vodná para, ktorá je spojená so zmenami vlhkosti vzduchu, uvoľňovaním tepla a hlukovými efektmi. Vplyv geotermálnych elektrární na hydrosféru sa prejavuje narušením bilancie podzemných vôd, cirkuláciou látok spojených s podzemnou vodou. Vplyv na litosféru je spojený so zmenou geológie vrstiev, znečistením a eróziou pôdy. Zmeny seizmicity oblastí intenzívneho využívania geotermálnych zdrojov sú možné.
Rozvoj energie má vplyv na rôzne zložky prírodného prostredia: atmosféru, hydrosféru a litosféru. V súčasnosti má tento vplyv globálny charakter a ovplyvňuje všetky štrukturálne zložky našej planéty. Východiskom pre spoločnosť z tejto situácie by malo byť: zavádzanie nových technológií (na čistenie, recykláciu emisií; na spracovanie a skladovanie rádioaktívneho odpadu a pod.), šírenie alternatívnej energie a využívanie obnoviteľných zdrojov energie.
Komplexná analýza problematiky vplyvov elektrární na životné prostredie vo všeobecnosti umožnila identifikovať hlavné vplyvy, analyzovať ich a načrtnúť smery ich minimalizácie a eliminácie.
Treba poznamenať, že použitie alternatívnej energie je výhodnejšie, pretože. „Alternatívne“ elektrárne sú stále ekologickejšie ako tradičné.
Zoznam použitej literatúry
Skalkin F.V. a iná energia a životné prostredie. - L .: Energoizdat, 1981.
Novikov Yu.V. Ochrana životného prostredia. - M.: Vyššie. škola, 1987.
Stadnitsky G.V. Ekológia: učebnica pre vysoké školy. - Petrohrad: Himizdat, 2001.
S.I. Rozanov. Všeobecná ekológia. Petrohrad: Vydavateľstvo Lan, 2003.
Alisov N.V., Khorev B.S. Ekonomická a sociálna geografia sveta. M.: Gardariki, 2001.
Hostené na Allbest.ru
Podobné dokumenty
všeobecné charakteristiky tepelná energetika a jej emisie. Vplyv podnikov na ovzdušie pri používaní tuhých, kvapalných palív. Ekologické technológie spaľovania palív. Vplyv používania zemného plynu na atmosféru. Ochrana životného prostredia.
kontrolné práce, doplnené 11.06.2008
Klasifikácia, princíp činnosti jadrových elektrární. Emisie rádioaktívnych látok do atmosféry. Vplyv rádionuklidov na životné prostredie. Prideľovanie emisií rádioaktívnych plynov do atmosféry. Obmedzenie absolútnych emisií. Priemyselné systémy na čistenie plynov.
semestrálna práca, pridaná 26.02.2013
Popis oblasti podnikateľskej činnosti. Výpočet počtu platieb za emisie z vozidiel spoločnosti. Odhad emisií a likvidácie tuhého odpadu podniku. Náklady na likvidáciu a likvidáciu. Platby za emisie do životného prostredia.
ročníková práca, pridaná 10.05.2009
Význam čistenia emisií z tepelných elektrární do atmosféry. Toxické látky v palive a spalinách. Premena škodlivých emisií z tepelných elektrární do atmosférického vzduchu. Typy a charakteristiky zberačov popola. Spracovanie sírnych palív pred spaľovaním.
semestrálna práca, pridaná 01.05.2014
Negatívny vplyv tepelných motorov, emisie škodlivých látok do ovzdušia, výroba áut. Letecké a raketové nosiče, využitie pohonných systémov plynových turbín. Znečistenie životného prostredia loďami. Metódy čistenia emisií plynov.
abstrakt, pridaný 30.11.2010
Posúdenie vplyvu JSC "RUSAL-Krasnojarsk" na životné prostredie. Charakteristika emisií spoločnosti. Zoznam znečisťujúcich látok vypúšťaných do ovzdušia. Výpočet kapitálových nákladov na opatrenia na ochranu životného prostredia (na zavedenie dutej práčky).
semestrálna práca, pridaná 12.08.2011
Vplyv ropných rafinérií na životné prostredie. Právny základ a legislatíva v oblasti rafinácie ropy. Výpočet emisií znečisťujúcich látok do ovzdušia. Výpočet poplatkov za emisie znečisťujúcich látok do ovzdušia a vodných útvarov.
práca, pridané 8.12.2010
Znečisťujúce látky emitované do ovzdušia podnikom, ich vplyv na človeka a životné prostredie. Účtovníctvo, kontrola a výpočty pre inventarizáciu emisií z motorových vozidiel, strojárskych a drevárskych dielní, zlievarenskej výroby.
semestrálna práca, pridaná 29.09.2011
Emisie znečisťujúcich látok do ovzdušia z podnikov hutníckeho, uhoľného, strojárskeho, plynárenského a chemického priemyslu, energetiky. Negatívny vplyv celulózo-papierenského priemyslu na životné prostredie. Procesy samočistenia atmosféry.
semestrálna práca, pridaná 29.11.2010
Vplyv železničných dopravných zariadení na životné prostredie. Škodlivé emisie do ovzdušia a vodných útvarov. Hluk a vibrácie z vlakov. Výpočet emisií do ovzdušia spaľovacími motormi traťových zariadení. Opatrenia na zníženie hluku.
Akákoľvek ľudská činnosť, ktorá si vyžaduje výrobu energie a jej premenu do formy vhodnej na konečné použitie v domácnostiach, podnikoch alebo dopravných prostriedkoch, má vedľajšie účinky, ktoré na určitej úrovni poškodzujú jeden alebo viacero aspektov životného prostredia. To je, samozrejme, pravda, ale platí aj to, že mieru nežiaducich účinkov si človek dokáže regulovať. K takýmto vplyvom dochádza predovšetkým v tepelných elektrárňach, ktoré premieňajú energiu rôznych druhov organického paliva na elektrickú energiu. Tu je potrebné hľadať spôsoby, ako znížiť škodlivé emisie plynov a pevných častíc do atmosféry a znížiť tepelné znečistenie vôd v riekach a jazerách.
Vodné elektrárne sa dlho považovali za čisté a neškodné podniky, ale potom začali byť vystavené spravodlivej kritike kvôli zaplaveniu rozsiahlych oblastí a potrebe presunúť osady. Vytváranie umelých nádrží vedie k drastická zmena ekológia územia, zmeny tlaku na zem a hladiny podzemných vôd, čo nepriaznivo ovplyvňuje blízku flóru a faunu. Spomalenie toku riek v dôsledku výstavby hrádzí elektrární vedie k znečisteniu vôd, výskytu škodlivých modrozelených rias, prispieva k rastu baktérií, ktoré sú nositeľmi epidémií, k narušeniu záplav a zániku vodných lúk ako napr. výsledkom je v niektorých prípadoch zasolenie pôdy (napríklad v blízkosti Astrachanu).
Ryža. 1. Znečistenie ovzdušia z rôznych typov elektrární
Objem znečistenia životného prostredia tepelnými elektrárňami a druh znečistenia závisí od typu a kapacity elektrární. Na obr. 1 sú uvedené ukazovatele znečistenia životného prostredia stanicami rôznych typov s kapacitou 1 GW. Emisie plynov a popola do atmosféry sú na obrázku uvedené v tonách za deň a aktivita rádioaktívnych prvkov v sekundách na mínus jeden stupeň. Uhoľné stanice ho spotrebujú najväčšie množstvá a vypúšťajú do ovzdušia najviac škodlivín. Emisie do atmosféry závisia od čerpania uhlia. Charakteristiky uvedené na obrázku zodpovedajú stredne kalorickému uhliu.
Atómové elektrárne, ktoré sú dlhodobo objektom starostlivého pozorovania, za predpokladu vyriešenia problému bezpečného skladovania rádioaktívnych odpadov nemajú prakticky žiadny škodlivý vplyv na biosféru, s nimi súvisiaci otáznik na obr. 1 znamená v závislosti od riešení problému rádioaktívneho odpadu. Britské jadrové elektrárne vyhodili rádioaktívny odpad do Severného mora, čo je, samozrejme, neprijateľné a svetové spoločenstvo to odsudzuje. Niekedy rádioaktívny odpad v špeciálnych kontajneroch klesá na dno morí a oceánov. V tomto prípade však nie je úplne vylúčené riziko kontaminácie vody. Preto vypúšťanie rádioaktívneho odpadu do morí a oceánov vyvoláva silné protesty krajín ležiacich na pobreží.
Pre zaujímavosť môžeme pripomenúť, že v minulosti, keď sa objavili prvé jadrové reaktory, niektorí experti v Spojených štátoch navrhovali skládkovanie rádioaktívneho odpadu na dno Čierneho mora. Voľba padla na Čierne more, pretože cirkulácia vody medzi hornou a spodnou vrstvou v ňom prebieha najpomalšie. Spodné vrstvy sa dostanú na povrch asi za 100 rokov. Je celkom jasné, že takýto návrh nebolo možné považovať za uspokojivý a bol kategoricky zamietnutý. V skutočnosti je dostatočne bezpečné skladovať rádioaktívny odpad pod zemou v tekutom stave v špeciálnych nádržiach alebo vopred cementovaný. Cementovaním sa dosahujú dva ciele: zlepšuje sa ochrana odpadu a znižuje sa jeho objem.
Sľubné je takzvané „tuhnutie“ kvapalného rádioaktívneho odpadu zahrievaním a odparovaním. Súčasnou technológiou je možné spracovať 1000 litrov tekutého odpadu s vysokou úrovňou rádioaktivity na menej ako 0,01 m 3 tuhého odpadu. Pevný odpad sa ukladá do uzavretých kovových nádob. Takéto nádoby sa vhodne skladujú v soľných baniach hlboko pod zemou, pretože podzemná voda nepreniká do hlbokých vrstiev soli a vďaka ich plasticite sa znižuje riziko prasklín a prasklín pri zemetrasení. Podiel elektriny vyrobenej v jadrových elektrárňach sa bude časom zvyšovať so zvyšovaním ich blokovej kapacity. Závislosti špecifických nákladov na výrobu 1 kWh elektriny ( h) na napájanie (R) tepelné a jadrové elektrárne sú znázornené na obr.2.
Od cca 1000 MW a podľa najnovších údajov aj z nižších kapacít sa ukazuje ako ekonomicky výhodnejšie postaviť a prevádzkovať jadrové elektrárne ako tepelné. Rozvoj všetkých elektrární sa uberá cestou zvyšovania kapacít jednotlivých blokov, a preto v relatívne krátkom čase možno očakávať široké využitie jadrových elektrární. Pri dostatočne veľkých kapacitách sú ekonomicky oveľa výnosnejšie. Zvyšovanie kapacity staničných jednotiek, neustále zdokonaľovanie projektov vedie k relatívnemu zníženiu potrebného priestoru s a objemy v, na 1 kW inštalovaného výkonu (obr. 3). Prudký pokles objemov potrebných pre elektrárne v 70-tych rokoch (prerušovaná čiara) nastáva v dôsledku používania uzavretých štruktúr naplnených elektricky izolačným plynom, v ktorých sú umiestnené elektrické zariadenia a v ktorých môže byť vzdialenosť medzi časťami prenášajúcimi prúd výrazne znížený.
Ryža. 2. Ekonomické ukazovatele prevádzka jadrových elektrární a tepelných elektrární
Väčšie stanice majú lepšie technické vlastnosti, sú prístupnejšie automatizácii a mechanizácii procesov, čo umožňuje výrazné zvýšenie kapacity. R, na jednu osobu obsluhujúceho personálu. To všetko v konečnom dôsledku uľahčuje riešenie problému znižovania výdavkov obývaného územia.
V súčasnosti sa znižovanie škodlivých účinkov rôznych technických zariadení, vrátane energetických, stalo kľúčovým pri stanovovaní ich vlastností. Veľké možnosti na zníženie škodlivých vplyvov energie na biosféru samozrejme spočívajú vo využívaní jadrových elektrární. Táto cesta je už teraz veľmi efektívna a bude ešte efektívnejšia, keď v ďalekej budúcnosti bude možné použiť riadenú termonukleárnu fúznu reakciu na energetické účely.
Aj v súčasnosti sú na jadrové elektrárne kladené veľmi vysoké požiadavky na spoľahlivosť, pretože havarijné porušenia pri ich prevádzke môžu byť sprevádzané intenzívnou kontamináciou okolia. Počas havárie v jednej z britských jadrových elektrární sa v blízkosti miesta nakazila aj tráva, v dôsledku čoho bolo mlieko na niekoľko mesiacov nevhodné na konzumáciu.
V súvislosti s bezpečnosťou jadrových elektrární existujú veľmi pesimistické vyjadrenia viacerých zahraničných vedcov. Americký vedec Brand Barnaby sa domnieva, že rozvoj jadrovej energie predstavuje potenciálnu hrozbu pre život celého ľudstva, pretože každá jadrová elektráreň produkuje rádioaktívne stroncium v takom množstve, ktoré je dostatočné na to, aby celé ľudstvo dostalo dávku žiarenia presahujúcu maximálnu povolenú dávku. úrovni. Jeden incident v jadrovej elektrárni sa rovná nespočetným prírodným katastrofám.
Ryža. 3. Zmena časových charakteristík elektrární
Pod tlakom verejných kruhov v Spojených štátoch sa v niektorých štátoch vytvárajú ťažkosti pri prideľovaní priestoru pre jadrové elektrárne - plánujú sa stavať na člnoch v oceáne.
Sovietski špecialisti veria, že jadrové elektrárne, ak sú správne navrhnuté, sú bezpečné a neznečisťujú životné prostredie. U nás nie je dovolené vypúšťať rádioaktívny odpad do atmosféry, morí a oceánov. Rádioaktívne odpady sa spracovávajú v spracovateľských zariadeniach, kde sa úroveň žiarenia zníži na hodnoty prijateľné hygienickými normami, následne sa tmelia a ukladajú do špeciálnych železobetónových konštrukcií.
Jadrová energetika sa u nás rýchlo rozvíja a zároveň sa vytvárajú účinné prostriedky ochrany a zvyšuje sa spoľahlivosť staníc. Jadrové elektrárne sa v Sovietskom zväze stavajú na mnohých miestach, aj v blízkosti takých veľkých miest ako Leningrad, Erevan a i. Súčasná spoľahlivosť ich prevádzky je taká, že ohrozenie ľudského života a zdravia je prakticky vylúčené.
Pri výrobe elektriny na staniciach využívajúcich geotermálnu energiu, energiu slnečného žiarenia, ako aj veternú a prílivovú energiu nedochádza k takmer žiadnemu znečisteniu životného prostredia.
Zo všetkých typov elektrární teda najviac znečisťujú ovzdušie tepelné elektrárne na fosílne palivá. V mnohých krajinách moderná technická politika znižovania znečistenia, vrátane najväčšieho rozptylu emisií na termálnych staniciach, nadviazala na prijatie osobitných legislatívnych opatrení týkajúcich sa prípustnej úrovne znečistenia. Problém čistenia plynu je obzvlášť dôležitý a na jeho riešenie sa vynakladajú značné finančné prostriedky. Napríklad celkové náklady na výskumné práce na čistení spalín v USA za posledných 5-6 rokov boli 100 miliónov dolárov.V súčasnosti je ťažké presne odhadnúť náklady na čistiarne odpadových vôd. Podľa predbežných predpovedí budú pri použití moderných technologických systémov čistenia plynov dosahovať 30-70 USD/kW. Napríklad pre elektráreň s výkonom 550 MW v TPP Widow's Creeck v hodnote 65 miliónov USD bolo navrhnuté zariadenie na čistenie plynu v hodnote 35 miliónov USD. Inými slovami, náklady na zníženie emisií škodlivých látok do atmosféry predstavujú viac ako 50 % nákladov. pohonnej jednotky.
Moderné čističky plynu dokážu výrazne obmedziť emisie. škodlivých látok do atmosféry (obr. 4).
V prípade znázornenom na obr. 4, ale, neexistujú žiadne zariadenia na čistenie plynu a používa sa nekvalitné palivo. Využitie zemného plynu pre pece, ako aj inštalácia úpravenských zariadení umožňujú dosiahnuť veľké úspechy pri zlepšovaní životného prostredia (obr. 2.8, Obr. b).
Ryža. 4. Zníženie znečistenia ovzdušia pomocou čističiek: ale A b- pred a po zapnutí ošetrovacích zariadení, resp
V súvislosti s vysokými nákladmi na liečebné zariadenia vyvstáva otázka zdrojov financovania. Podľa viacerých zahraničných expertov z kapitalistických krajín je riešením problému zvyšovanie cien primárnych energetických zdrojov (ropa, uhlie, plyn).
Zníženie znečistenia ovzdušia sa plánuje dosiahnuť aj obmedzením spotreby energie, čo bude možné so zvýšením efektívnosti využívania energie. Je teda predpoklad, že zlepšenie tepelnej izolácie bytových, priemyselných a iných budov zníži náklady na vykurovanie a klimatizáciu približne o polovicu.
Okrem znečistenia ovzdušia množstvo krajín reguluje tepelné znečistenie vodných plôch elektrárňami, čo si vyžaduje dodatočné náklady na chladenie vody.
Resetuje horúca voda do vodných útvarov a zvýšenie ich teploty v dôsledku toho vedie k narušeniu ekologickej rovnováhy ustanovenej v prírodných podmienkach, čo nepriaznivo ovplyvňuje flóru a faunu.
Treba poznamenať, že v niektorých prípadoch je možné ťažiť zo zvýšenia teploty vodných plôch, napríklad chovom rýb prispôsobených zvýšenej teplote v takýchto vodných plochách. V dôsledku zavedenia nových noriem v jadrovej elektrárni British Ferry (USA) počas jej výstavby bolo potrebné navrhnúť a nainštalovať ďalšie vodné chladiace zariadenia, čo si vyžiadalo 36 miliónov USD.
Tepelné znečistenie vodných útvarov možno znížiť prechodom na uzavreté cykly využívania vody.
Pri výstavbe vodných elektrární je potrebné brať do úvahy celú škálu problémov spojených so zmenami ekologického prostredia, zaplavovaním územia a dopadmi na najrôznejšie odvetvia národného hospodárstva.
Prenos elektrickej energie na diaľku sa uskutočňuje hlavne cez drôty nadzemných vedení, ktoré sa tiahnu na mnoho kilometrov a pod ktorými je pridelená veľká oblasť „odcudzenia“. Elektrické vedenia generujú elektromagnetické žiarenie, ktoré ruší komunikačné systémy.
Niekedy sa súdi, že elektrické vedenie kazí krajinu. Tieto rozsudky sú do určitej miery spravodlivé, ale možno sú často dočasné a čisto subjektívne. Možno pripomenúť, že hneď po postavení Eiffelovej veže v Paríži ju mnohí súčasníci vnímali ako škaredú budovu, zatiaľ čo teraz symbolizuje Paríž a je vnímaná ako jedna z jeho najlepších dekorácií.
Elektromagnetické pole nachádzajúce sa v blízkosti drôtov vysokonapäťových elektrických vedení nepriaznivo ovplyvňuje ľudské telo. Štúdie ukazujú, že v normálnom ľudskom tele sa množstvo náboja mení s periódami 6 hodín a 27 dní. A okolité elektromagnetické pole má na tento proces citeľný vplyv. Medzi magnetickými búrkami a stavmi pacientov s kardiovaskulárnymi ochoreniami existuje určitá súvislosť. Rádiové vlny s určitými frekvenciami majú deštruktívny účinok na živé bunky. Napríklad existujú dôkazy, že množstvo rastlín a živočíchov umiera pri frekvencii žiarenia 27 MHz. Podľa biológov je život chúlostivý elektrický proces. V blízkosti elektromagnetického poľa sa môžu meniť elektrochemické a následne akékoľvek biochemické procesy v bunkách. Zároveň sa nezistilo, že by rastliny ani zvieratá mali špeciálne magneticky citlivé orgány. Niet však pochýb o tom, že magnetické a elektrické polia majú určitý (dnes nie celkom jasný) vplyv na všetky živé organizmy. .
Vplyv silných elektromagnetických polí (meniacich sa s priemyselnou frekvenciou 50 Hz) na človeka je zatiaľ málo preskúmaný. Štúdie realizované u nás aj v zahraničí preukázali, že silné elektromagnetické pole spôsobuje funkčné poškodenie kardiovaskulárneho systému a neuralgické poruchy. Škodlivé účinky silných polí na človeka boli zaznamenané pri uvádzaní vysokonapäťových rozvodní do prevádzky s napätím 400-750 kV. Opakovaná elektromagnetická expozícia človeka vedie ku kumulatívnym (kumulatívnym) účinkom, ktoré tiež ešte nie sú úplne pochopené. Už teraz je však zrejmé, že škodlivé účinky pobytu človeka v silnom elektromagnetickom poli závisia od intenzity E pole a trvanie jeho vplyvu T.Čím väčšia je intenzita poľa, tým kratší je čas pobytu človeka v ňom (obr. 5). Pri 20 kV/m sa vplyv poľa prejaví okamžite v podobe nepríjemných pocitov a následných porúch funkcií organizmu. Pri 5 kV / m nie sú pozorované žiadne nepríjemné prejavy. Veľkosť intenzity poľa klesá s rastúcou vzdialenosťou od zdrojov žiarenia poľa - drôtov. Je veľmi dôležité stanoviť prípustné bezpečné vzdialenosti od elektrického vedenia vysoké napätie do obytných budov.
Pri vysokých intenzitách elektrického poľa je potrebné aplikovať špeciálne ochranné opatrenia, napríklad použiť ochranné tieniace obleky, siete, ktoré znižujú účinok poľa atď.
Na zníženie nákladov na pozemky pod prednosťou sa pri privádzaní elektrického vedenia do veľkých miest využívajú káblové vedenia. V energetickom sektore je perspektívne využitie supravodivých a kryogénnych elektrických vedení. Odpor drôtu takýchto vedení je blízky nule, čo umožňuje použiť nízke napätie a vyriešiť problém izolácie vodičov.
Objemné otvorené rozvádzače, zaberajúce veľké plochy v mestách, môžu byť v budúcnosti postavené uzavreté, naplnené izolačným plynom a umiestnené pod zemou.
Umiestňovanie elektrární po celej krajine by sa malo vykonávať s prihliadnutím na ich znečistenie životného prostredia. Je zrejmé, že stanice pracujúce na nízkokvalitnom palive a najintenzívnejšie znečisťujúce ovzdušie by mali byť projektované ďaleko od veľkých sídiel. V niektorých krajinách sa v moriach a oceánoch stavajú elektrárne, aby sa eliminovali ich škodlivé účinky na životné prostredie a v konečnom dôsledku aj na ľudí. V Japonsku a Spojených štátoch už boli ukončené projekty na výstavbu tepelných elektrární a jadrových elektrární v mori 5-30 km od pobrežia. Na realizáciu týchto staníc boli vyvinuté rôzne projekty: plávajúce, na nosných konštrukciách a ponorené do vody v špeciálnych sférických miestnostiach.
Ryža. 5 Vplyv elektromagnetického poľa na živé organizmy
Ryža. 6. Schéma zariadenia na spracovanie odpadu na palivo
Moderná civilizácia stojí pred problémom spracovania obrovských tokov odpadu, ktorých počet sa každoročne zvyšuje alarmujúcou rýchlosťou. Odpad v podobe skládok z hŕd hrdzavejúceho kovu, papiera, dreva, kartónu, plastov sa stávajú stálymi spoločníkmi prímestskej krajiny. Okrem pevného odpadu sa do riek a vodných útvarov dostáva aj tekutý odpad. Odhaduje sa, že do roku 2000 bude celkový objem tekutého odpadu v Spojených štátoch približne rovnaký ako objem všetkých riek v kontinentálnej časti krajiny. Len jeden obyvateľ krajiny počas dňa vyhodí do kanalizácie v priemere asi 500 litrov tekutého odpadu.
Podľa odhadov zverejnených v Spojených štátoch v roku 1971 sa v 100 najväčších mestách tejto krajiny vytvorilo 71 miliónov ton pevného organického odpadu. Z tohto množstva by bolo možné získať 19,6 miliardy m 3 metánu vhodného na rôzne energetické účely.
Z tuhého organického odpadu obsahujúceho metán možno plyny získať tromi spôsobmi: anaeróbnym rozkladom, hydrosplyňovaním a pyrolytickou konverziou.
Existujú návrhy na vybudovanie závodu, ktorý bude produkovať 1500 kubických stôp metánu denne z 0,5 tony komunálneho odpadu. Náklady na výrobu metánu v takejto továrni by boli asi 1 dolár na milión britských tepelných jednotiek (1 Btu = 1,055 kJ).
Odpadky sa musia najskôr rozdrviť, aby sa získali častice jednotnej veľkosti a po extrakcii železných kovov pomocou silných magnetov by sa mali oddeliť vo vzduchovom „klasifikátore“. Výsledný plyn bude obsahovať 50 – 60 % metánu a oxidu uhličitého a môže sa použiť ako palivo s nízkou výhrevnosťou. Na zvýšenie výhrevnosti z nej možno odstrániť oxid uhličitý.
Kal (lignín, plasty, nespracovaná celulóza) sa po prefiltrovaní zmení na brikety, ktoré zaberú polovičný objem ako zdrojové materiály pred vložením do autoklávu. Tieto brikety možno použiť ako palivo v priemyselných prevádzkach.
Prebiehajú experimenty na výrobu metánu z odpadu alebo hnoja hydrosplyňovaním. Hydrogasifikácia zahŕňa reakciu látok obsahujúcich uhlík s vodíkom za vzniku plynu pozostávajúceho hlavne z metánu. Reakcia prebieha s uvoľňovaním tepla, čo umožňuje premeniť mestský odpad obsahujúci veľké množstvo vlhkosti na plyn bez dodatočného ohrevu.
Ako ukázali experimenty, uvažovaným spôsobom je možné z bežného komunálneho odpadu získať plyn obsahujúci 70 % metánu, ako aj etán a vodík. Pri spracovaní hnoja sa získava plyn s 93% obsahom metánu. Náklady na výrobu takéhoto plynu sú menej ako 1 dolár na milión britských tepelných jednotiek.
Jedna americká firma používa bakteriálne palivové články na výrobu elektriny a metánu z organického odpadu. Elektrický prúd ionizuje vodu a rozkladá ju na kyslík a vodík. Vodík, organický odpad a metán sa posielajú do pyrolytického konvertora na výrobu „surovej ropy“, horľavého plynu s výhrevnosťou 500 britských tepelných jednotiek na kubickú stopu, dreveného uhlia a dechtu.
Výsledky laboratórnych testov ukazujú, že z 1 tony odpadu je možné získať 10-15 tisíc kubických stôp plynu s obsahom 50 % metánu.
V mnohých amerických mestách boli alebo sa budujú zariadenia na premenu odpadu na suroviny alebo energiu. Napríklad v Baltimore bola postavená továreň na pyrolýzu tisícok ton odpadu denne, aby sa vyrobilo teplo, ktoré sa použije v sieti diaľkového vykurovania. V Chicagu bola do konca roku 1976 dokončená výstavba zariadenia na spracovanie 1 000 ton odpadu denne na palivo. Po spustení tejto jednotky mesto ušetrí 2 milióny dolárov ročne na palive.
Približne 300 amerických miest s populáciou viac ako 10-tisíc ľudí má v úmysle realizovať projekty likvidácie odpadu v priebehu nasledujúcich 5 rokov. Výhrevnosť odpadu je 13,4 MJ na 9,8 N. Na národnej úrovni odpad obsahuje množstvo energie rovnajúce sa 1,5 % celkovej spotreby energie v Spojených štátoch.
Prirodzené možnosti prirodzeného spracovania a recyklácie odpadu sú veľmi obmedzené. Preto je pred človekom naliehavá potreba efektívneho spracovania a recyklácie odpadu, čo bolo, ako keby, vývoj prirodzených vlastností prírody. Riešenie tohto problému bude možné len vtedy, ak bude možné získať veľmi lacný zdroj energie prakticky neobmedzeného výkonu. Najreálnejšia perspektíva spracovania odpadu v termonukleárnom „horáku“. Ak sa obyčajná látka vloží do prúdu plazmy s teplotou okolo 100 000 0 C, vytvorenej v termonukleárnom reaktore, tak sa v nej zničia všetky molekulové väzby a dôjde k čiastočnej ionizácii. Spracovaním odpadu v termonukleárnom horáku bude možné získať ultračisté kovy, nekovové látky, plyny a pod. Realizácia takýchto projektov je však otázkou ďalekej budúcnosti. Napriek tomu už v tomto smere prebieha vedecký výskum.
.Ministerstvo vysokého školstva a vedy Ruskej federácie
Federálna agentúra pre vzdelávanie
Štátna technická univerzita v Irkutsku
abstraktné
Disciplína: "Ekológia energie na Sibíri"
Vplyv energetických zariadení na životné prostredie
Dokončené:študent gr. EP-zu-10
Sadovnikov E.S.
Skontrolované: Suslov K.V.
Irkutsk 2011
Hlavné problémy tepelnej energie 7
Environmentálne problémy vodnej energie 10
Úvod 3
Základné pojmy spoľahlivosti a environmentálnej bezpečnosti energetických zariadení 4
Energetické problémy 6
Niektoré spôsoby riešenia problémov modernej energetiky 14
Záver 16
Referencie 17
1. Úvod
Výroba energie, ktorá je nevyhnutným prostriedkom pre existenciu a rozvoj ľudstva, má vplyv na prírodu a životné prostredie človeka. Na jednej strane sa teplo a elektrina tak pevne začlenili do ľudského života a výroby, že si bez nich človek svoju existenciu ani nevie predstaviť a spotrebúva nevyčerpateľné zdroje ako samozrejmosť. Na druhej strane ľudia čoraz viac zameriavajú svoju pozornosť na ekonomický aspekt energie a vyžadujú výrobu energie šetrnú k životnému prostrediu. To naznačuje potrebu riešiť súbor problémov, vrátane prerozdeľovania finančných prostriedkov na uspokojenie potrieb ľudstva, praktického využitia úspechov v národnom hospodárstve, hľadania a vývoja nových alternatívnych technológií na výrobu tepla a elektriny atď.
2.Základné pojmy spoľahlivosti a environmentálnej bezpečnosti energetických zariadení
Analýza perspektív rozvoja svetovej energetiky naznačuje citeľný posun prioritných problémov smerom ku komplexnému zhodnoteniu možných dôsledkov vplyvu hlavných energetických odvetví na životné prostredie, život a zdravie obyvateľstva.
Energetické zariadenia (palivovo-energetický komplex vo všeobecnosti a energetické zariadenia zvlášť) patria z hľadiska miery vplyvu na životné prostredie medzi najintenzívnejšie ovplyvňujúce biosféru.
Zvyšovanie tlakov a objemov vodných nádrží, pokračujúce používanie tradičných palív (uhlie, ropa, plyn), výstavba jadrových elektrární a iných podnikov jadrového palivového cyklu (NFC) kladie množstvo zásadne dôležitých úloh globálneho charakteru. pri hodnotení vplyvu energie na biosféru Zeme. Ak sa v predchádzajúcich obdobiach volila voľba spôsobov výroby elektrickej a tepelnej energie, spôsoby komplexného riešenia problematiky energetiky, vodného hospodárstva, dopravy a pod. a priraďovanie hlavných parametrov objektov (typ a kapacita stanice, objem nádrž a pod.) boli realizované predovšetkým na základe minimalizácie ekonomických nákladov, v súčasnosti sa čoraz viac do popredia dostávajú otázky posudzovania možných dôsledkov výstavby a prevádzky energetických zariadení.
Týka sa to predovšetkým jadrovej energetiky (JE a iných podnikov jadrového palivového cyklu), veľkých vodných elektrární, energetických komplexov, podnikov spojených s ťažbou a prepravou ropy a plynu atď. Trendy a rýchlosti rozvoja energetiky sú v súčasnosti do značnej miery determinované úrovňou spoľahlivosti a bezpečnosti (vrátane environmentálnej) elektrární rôznych typov. Pozornosť odbornej i laickej verejnosti sa upriamila na tieto aspekty rozvoja energetiky, investujú sa značné materiálne a intelektuálne zdroje, no samotná koncepcia spoľahlivosti a bezpečnosti potenciálne nebezpečných inžinierskych zariadení zostáva do značnej miery nedostatočne rozvinutá.
Ako jeden z aspektov by sa zrejme mal považovať vývoj výroby energie moderná scéna rozvoj technosféry vo všeobecnosti (a energetiky zvlášť) a zohľadňovať pri vývoji metód hodnotenia a prostriedkov na zabezpečenie spoľahlivosti a environmentálnej bezpečnosti najviac potenciálne nebezpečných technológií.
Jednou z najdôležitejších oblastí riešenia problému je prijatie súboru technických a organizačných riešení založených na konceptoch teórie rizík.
Energetické zariadenia, podobne ako mnohé podniky v iných odvetviach, predstavujú zdroje nevyhnutného, potenciálneho, doteraz prakticky nekvantifikovaného rizika pre obyvateľstvo a životné prostredie. Spoľahlivosťou objektu sa rozumie jeho schopnosť vykonávať svoje funkcie (v tomto prípade výrobu elektriny a tepla) za stanovených prevádzkových podmienok počas svojej životnosti. Alebo podrobnejšie: vlastnosť objektu udržiavať v čase v rámci stanovených limitov hodnoty všetkých parametrov, ktoré charakterizujú schopnosť vykonávať požadované funkcie v určených režimoch a podmienkach používania.
Environmentálnou bezpečnosťou sa rozumie zachovanie v rámci regulovaných limitov možných negatívnych dôsledkov vplyvu energetických zariadení na životné prostredie. Regulácia týchto negatívnych dôsledkov je spôsobená tým, že nie je možné dosiahnuť úplné vylúčenie environmentálnych škôd.
Negatívne účinky vplyvu energie na životné prostredie by sa mali obmedziť na určitú minimálnu úroveň, napríklad na spoločensky prijateľnú úroveň. Musia fungovať ekonomické mechanizmy realizujúce kompromis medzi kvalitou životného prostredia a sociálno-ekonomickými podmienkami života obyvateľstva. Spoločensky prijateľné riziko závisí od mnohých faktorov, najmä od vlastností energetického zariadenia.
Vzhľadom na špecifiká technológie využívania vodnej energie hydroenergetické zariadenia transformujú prírodné procesy na veľmi dlhé obdobia. Napríklad vodná nádrž (alebo sústava nádrží v prípade kaskády vodných elektrární) môže existovať desiatky a stovky rokov, pričom na mieste prirodzeného vodného toku vzniká umelý objekt s umelou reguláciou prírodné procesy - prírodno-technický systém (NTS). V tomto prípade sa úloha redukuje na vytvorenie takého PTS, ktorý by zabezpečil spoľahlivé a environmentálne bezpečné vytvorenie komplexu. Pomer medzi hlavnými subsystémami PTS (technogénny objekt a prírodné prostredie) sa zároveň môže výrazne líšiť v závislosti od zvolených priorít – technických, environmentálnych, socioekonomických atď., pričom zásada environmentálnej bezpečnosti môže byť formulované napríklad ako udržiavanie určitého ustáleného stavu vytvoreného PTS.
Ďalšou je formulácia problému hodnotenia možných dôsledkov na životné prostredie pri vytváraní jadrovoenergetických zariadení. Environmentálnou bezpečnosťou sa tu rozumie pojem, podľa ktorého projektovanie, výstavba, prevádzka a vyraďovanie jadrových elektrární, ako aj iných zariadení NFC, zabezpečuje a zabezpečuje zachovanie regionálnych ekosystémov. V tomto prípade sú povolené určité škody na životnom prostredí, ktorých riziko nepresahuje určitú (normalizovanú) úroveň. Toto riziko je minimálne pri bežnej prevádzke JE, zvyšuje sa pri výstavbe zariadenia a jeho vyraďovaní z prevádzky a najmä v havarijných situáciách. Je potrebné vziať do úvahy vplyv všetkých hlavných faktorov technogénneho vplyvu na životné prostredie: žiarenie, chemické tepelné (s prihliadnutím na ich možnú nelineárnu interakciu). Treba mať na pamäti aj rôzne škály možných následkov: lokálny (tepelný bod vypúšťania ohriatej vody do vodných útvarov a tokov), regionálny (únik rádionuklidov), globálny (rozptyl rádionuklidov s dlhou životnosťou cez biosférické kanály). Ak sa vytvorí veľký rezervoár-chladič, tak ako v prípade hydroenergetického zariadenia by mala byť stanovená úloha environmentálne bezpečnej prevádzky komplexnej PTS (s prihliadnutím na uvedené špecifiká jadrovej elektrárne).
Podobný okruh otázok by sa mal zvážiť pri formulovaní koncepcie environmentálnej bezpečnosti tepelných energetických zariadení: zohľadnenie tepelných a chemických vplyvov na životné prostredie, vplyv chladiacich nádrží atď. Okrem toho pre veľké tepelné elektrárne na tuhé palivá (uhlie, bridlica) existujú problémy spoľahlivej a bezpečnej prevádzky skládok popola - zložitých a zodpovedných podzemných vodných stavieb. A tu je potrebné stanoviť úlohu bezpečného fungovania PTS „TPP – prostredie“.
3. Energetické otázky
Moderné obdobie ľudského rozvoja je niekedy charakterizované tromi „E“: energetika, ekonomika, ekológia. Energia v tejto sérii zaujíma zvláštne miesto. Je to rozhodujúce pre ekonomiku aj životné prostredie. Rozhodujúcou mierou od toho závisí ekonomický potenciál štátov a blahobyt ľudí. Má tiež najsilnejší vplyv na životné prostredie, ekosystémy a biosféru ako celok. Najostrejšie problémy životného prostredia(klimatické zmeny, kyslé dažde, všeobecné znečistenie životného prostredia a iné) priamo alebo nepriamo súvisia s výrobou alebo využívaním energie. Energetika je lídrom nielen v chemickom, ale aj v iných druhoch znečistenia: tepelné, aerosólové, elektromagnetické, rádioaktívne. Preto nebude prehnané povedať, že možnosť riešenia hlavných environmentálnych problémov závisí od riešenia energetických problémov. Energetika je výrobné odvetvie, ktoré sa rozvíja bezprecedentným tempom. Ak sa populácia v podmienkach modernej populačnej explózie zdvojnásobí za 40-50 rokov, tak pri výrobe a spotrebe energie sa to deje každých 12-15 rokov. Pri takomto pomere počtu obyvateľov a tempa rastu energie sa zásoba energie ako lavína zvyšuje nielen v celkovom vyjadrení, ale aj na obyvateľa.
Nie je dôvod očakávať, že tempo výroby a spotreby energie sa v blízkej budúcnosti výrazne zmení (určité spomalenie v priemyselných krajinách je kompenzované zvýšením zásobovania energiou v krajinách tretieho sveta), preto je dôležité získať odpovede na nasledujúce otázky:
Aký vplyv majú hlavné druhy modernej (tepelnej, vodnej, jadrovej) energie na biosféru a jej jednotlivé prvky a ako sa v krátkodobom a dlhodobom horizonte zmení pomer týchto druhov v energetickej bilancii;
Je možné znížiť negatívny vplyv moderných (tradičných) spôsobov získavania a využívania energie na životné prostredie?
Aké sú možnosti výroby energie z alternatívnych (netradičných) zdrojov, akými sú slnečná energia, veterná energia, termálne vody a iné zdroje, ktoré sú nevyčerpateľné a ekologické.
V súčasnosti energetické potreby uspokojujú najmä tri druhy energetických zdrojov: organické palivo, voda a atómové jadro. Vodnú energiu a atómovú energiu využíva človek po premene na elektrickú energiu. Zároveň sa značné množstvo energie obsiahnutej v organickom palive využíva vo forme tepla a len časť sa premieňa na elektrickú energiu. V oboch prípadoch je však uvoľňovanie energie z organického paliva spojené s jeho spaľovaním a následne s uvoľňovaním produktov spaľovania do životného prostredia. Zoznámime sa s hlavnými environmentálnymi dôsledkami moderných metód získavania a využívania energie.