Экологическая безопасность

По мере развития человечества дальнейший технический  прогресс требует все больших  затрат энергии. Потому каждый раз, поднимаясь на новую ступень развития, человек старается применить свои знания для поиска новых источников и создании новых проектов по использованию уже открытых. В наше время остро встает вопрос об отказе от традиционного способа получения энергии путем сжигания углеводородов. Все чаще звучат предостережения экологов о загрязнении атмосферы пылью, двуокисью серы, углерода, окислами азота и многими прочими ядовитыми соединениями, образующимися при переработке нефти и угля. Кроме того, прогнозы геологов также не утешительны. По их подсчетам, в среднем, нефти в обнаруженных месторождениях, при сохранении темпов потребления, хватит примерно еще на пятьдесят лет. Вместе с этим электричество настолько вошло в жизнь человека, что полноценное развитие хозяйства и промышленности, эффективное освоение новых территорий невозможно без доступа к электроэнергии.                                      

  Развитие цивилизации на нашей планете сопровождается непрерывным ростом ежегодного энергопотребления. Однако запасы природного топлива (нефти, газа, угля, дров, торфа) и иных полезных ископаемых на Земле ограничены, поскольку из-за изменения геологических условий их формирование в настоящее время практически прекратилось.         

 Наиболее распространенным энергоносителем на сегодняшний день является нефть, поскольку ее сравнительно легко добывать, транспортировать, очищать и использовать. Помимо этого, нефть также является сырьем для производства разнообразных синтетических материалов — красок, лекарств, синтетических волокон, пластмасс и т. д. Не зря ее называют «кровью экономики», поскольку уровень нефтедобычи определяет темпы мировой индустриализации.

 По различным оценкам, в настоящее время выработка основных месторождений угля и нефти составляет около 60 %.

 В нашей стране запасы нефти и угля не являются стратегическими. На территории Беларуси к основным видам добываемых топливных ресурсов следует отнести дрова и торф.  

Структура потребности  мира в энергии за 1993 год 

Всего           Нефть          Уголь            Газ               АЭС               Прочие

100,0 %       39,9%         28,0%           22,8%               6,8%      2,5% 

 В настоящее время леса занимают около 30 % всей суши на Земле. Для сохранности леса его следует использовать лишь в тех пределах, в которых его можно восстановить. Соответственно, каждый год можно заготавливать 1 % нарастающих лесов, что составляет около 2 млрд м3 древесины. Из этого количества примерно половина используется как топливо. Проблема сохранения лесов в настоящее время чрезвычайно актуальна, поскольку «зеленые легкие планеты» играют ключевую роль в обогащении атмосферы планеты кислородом.

 Работа электростанций вследствие их значительной мощности существенным образом влияет на состояние окружающей среды и приводит к появлению следующих экологических проблем:

1. ТЭС — загрязнение атмосферы продуктами сгорания, изменение природного теплового баланса из-за рассеяния тепловой энергии;
2. ГЭС — изменение климата, нарушение экологического равновесия, уменьшение пахотных площадей;
3. АЭС — опасность радиоактивного загрязнения среды при авариях, проблемы захоронения радиоактивных отходов.

 Одной из главных экологических проблем современности является рост выбросов в атмосферу продуктов сгорания топлива (в первую очередь углекислого газа). Углекислый газ «окутывает» Землю, подобно пленке, препятствуя ее охлаждению. Это приводит к парниковому эффекту, при котором среднегодовая температура поверхности Земли повышается. Соответственно, за последние десятилетия на планете наблюдается глобальное потепление, которое может привести к необратимым изменениям в климате Земли.  

 В процессе своей жизнедеятельности человек расходует химическую энергию, получаемую организмом при расщеплении пищи. Таким образом, жизнь устроена так, что в конечном итоге каждый из нас потребляет часть энергии, рожденной на Солнце. С этой точки зрения вполне объяснимо поклонение наших древних пращуров богам Солнца, «дарующим жизнь всему сущему».

 Рост энергопотребления заставляет ученых и инженеров искать альтернативные источники энергии, которые были бы возобновляемыми, т. е., в отличие от нефти и газа, могли бы самостоятельно восстанавливаться с течением времени.

 К возобновляемым источникам энергии относят ветер, недра Земли (геотермальная энергия), морские приливы, а также солнечное излучение, используемое напрямую.

 Энергия ветра уже достаточно успешно преобразуется в электроэнергию в многочисленных небольших ветряных генераторах в зонах устойчивых ветров .

 Проекты будущего  предлагают использовать в качестве  возобновляемых источников энергии  колоссальную энергию океанических  и воздушных течений: волн, тропических  ураганов и торнадо. Ключевая  причина их формирования —  неравномерное нагревание Солнцем  различных участков поверхности  Земли. 

 Геотермальная энергия в местах естественных разломов используется для нужд человека. Так, например, г. Рейкьявик (столица Исландии) полностью отапливается за счет горячих геотермальных вод. Запасы геотермальной энергии достаточно велики, о чем можно судить по разрушительной силе землетрясений, свержений вулканов, гейзеров.

 В настоящее время делаются первые шаги для использования энергии океанических приливов и отливов. Инженерная идея подобных проектов проста: если наполнить резервуары при приливе, то при отливе «уходящая» вода сможет вращать турбины и производить электричество.

 Развитие современных технологий позволяет активно использовать энергию, вырабатываемую солнечными батареями. Так, в южных широтах энергии подобных батарей, установленных на крыше, хватает для энергоснабжения небольшого дома.

 Современные технологии позволяют, используя солнечные батареи, получать электрическую энергию непосредственно от солнечного излучения не только на Земле, но и в космосе . Есть даже смелые проекты, в которых предлагается разместить солнечные батареи в ближнем космосе на расстоянии 36000 км от поверхности Земли. Это так называемая «синхронная» орбита, на которой батареи будут казаться «неподвижными» для земного наблюдателя, поскольку период их обращения будет равен 24 ч. В этом случае батареи будут находиться в тени Земли только 2 % времени, что позволит производить в 60 раз больше электричества, чем при таких же условиях на Земле.

 В настоящее время активно разрабатываются проекты использования для получения энергии реакции слияния легких ядер водорода (термоядерного синтеза). Привлекательность проектов обусловлена тем, что запасы водорода в Мировом океане практически неограниченны. Кроме того, ожидается, что энергетический выход реакторов нового поколения будет в десятки раз выше, чем у существующих АЭС.

 Возобновляемые источники энергии сравнительно безопасны, поскольку их использование практически не приводит к загрязнению окружающей среды.

               Современные технологии энергосбережения

Роторно-пульсационные  установки для отопления и  горячего водоснабжения. Такие генераторы позволяют нагревать воду, инициируя в ней за счет высоких скоростей вращения ротора (5 000 об/мин.) физико-химические процессы, сопровождающиеся большим выделением тепловой энергии. Ротор аппарата приводится во вращение при помощи электродвигателя. Данные тепловые генераторы обладают высокой эффективностью, коэффициент преобразования энергии составляет около 100%. Причем, чем выше мощность установки, тем выше ее эффективность за счет увеличения удельной поверхности ротор-статор.

Min мощность теплового  генератора - 5 кВт,

Max - ограничена только  доступной мощностью электродвигателя  и выделенной мощностью у потребителя.

Такие тепловые генераторы используются для горячего водоснабжения, для автономного отопления зданий и сооружений.

Преимущества роторно-пульсационного нагревателя:

1. Относительная дешевизна по сравнению с котельными установками.
2. Малые габариты установки и простота монтажа к действующей системе отопления.
3. Автоматическое управление позволяет оборудованию работать без присутствия персонала.
4. Не требуется специальная водоподготовка.
5. В сравнении с газовой котельной, не требуется выделения лимитов на газ.
6. Отсутствуют выбросы продуктов горения, то есть, генератор является экологически чистым.
7. Значительная экономия средств и быстрый срок окупаемости, в случае замены центрального отопления (от теплосетей) и горячего водоснабжения на гидротеплогенератор.

Заключение

 В последнее  десятилетие все большее признание  получало существование взаимного  влияния здоровой окружающей  среды и устойчивого экономического  развития. В это же время в  мире происходили крупные политические, социальные и экономические изменения,  по мере того, как многие страны  начинали осуществление программ  радикальной структурной перестройки  своей экономики. Таким образом,  изучение влияния на окружающую  среду общеэкономических мероприятий  стало проблемой, имеющей серьезное  значение и требующей скорейшего  решения.

 В данной работе  сделана попытка рассмотреть  экологические проблемы при развитии  промышленного производства и  в частности энергетической отрасли.

Охрана природы  – задача нашего века, проблема, ставшая  социальной.

 Чтобы в корне  улучшить положение, понадобятся  целенаправленные и продуманные  действия. Ответственная и действенная  политика по отношению к окружающей  среде будет возможна лишь  в том случае, если мы накопим  надёжные данные о современном  состоянии среды, обоснованные  знания о взаимодействии важных  экологических факторов, если разработает  новые методы уменьшения и  предотвращения вреда, наносимого  природе человеком. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список литературы 

1. Жилко, В.В. Физика: учеб. пособие для 11 класса общеобразоват. шк. с рус. яз. обучения / В.В. Жилко, Л.Г. Маркович. — Минск: Нар. Асвета, 2009. —  С. 59-61.
2. http://www.stroyca.ru/