Экологические проблемы энергопотребления и энергоснабжения

 

Содержание

Содержание            2

Введение            3

1.Энергетика  и её роль в жизни человека.       4

2. Экологические проблемы энергоснабжения и энергопотребления    6

     2.1. Определение проблем энергетики       6

     2.2..Экологические проблемы тепловой энергетики     7 

     2.3.Экологические проблемы гидроэнергетики      9

     2.4.Экологические проблемы ядерной энергетики     11 

3. Пути решения проблем современной энергетики      13

     3.1. Некоторые пути решения проблем тепловой энергетики    13

     3.2.Использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ)   14

     3.2.1.Энергоустановки  с топливными элементами    14

     3.2.2.Ветроэнергетика        15

3.2.3.Энергия  солнца        16

3.2.4. Энергия воды, океанических и термальных вод    17

     3.2.5 Термоядерная энергия       18

     3.3. Комплексный подход         19

Заключение            20

Список используемой литературы         21 
 

 

Введение

     Энергия на протяжении всей истории являлась важнейшим ресурсом, необходимым  любому обществу. Она является одной  из основных потребностей человека, предоставляющей  возможность для отопления и  освещения домов, приготовления  пищи. Кроме того энергия необходима для промышленности, транспорта и  связи.

     В настоящее время в среднем  на жителя земли вырабатывается 20 мвт*час/год, при этом разброс этого значения для стран разного уровня развития составляет более 50 раз. Суммарное потребление  энергии человечеством в наше время превышает 120 миллиардов мвт*час/год  и продолжает увеличиваться со скоростью приблизительно 3% в год.

  Устойчивое  функционирование и перспективное  развитие больших городов сталкивается с комплексом нарастающих и взаимосвязанных  проблем: обеспечения их надежного  энергоснабжения, улучшения экологической  обстановки, развития транспорта и  т.д. Непрерывный интенсивный рост удельного энергопотребления (в  расчете как на одного жителя, так  и на единицу площади) при жестких  экологических ограничениях требует  новых системных решений с  использованием новых энергетических технологий.

   Нет основания ожидать, что темпы  производства и потребления энергии  в ближайшей перспективе существенно  изменятся (некоторое замедление их в промышленно развитых странах  компенсируется ростом энерговооруженности  стран третьего мира), поэтому важно  получить ответы на следующие вопросы:

• какое влияние на биосферу и отдельные ее элементы оказывают основные виды современной (тепловой, водной, атомной) энергетики и как будет изменяться соотношение этих видов в энергетическом балансе в ближайшей и отдаленной перспективе;
• можно ли уменьшить отрицательное воздействие на среду современных (традиционных) методов получения и использования энергии;
• каковы возможности производства энергии за счет альтернативных (нетрадиционных) ресурсов, таких как энергия солнца, ветра, термальных вод и других источников, которые относятся к неисчерпаемым и экологически чистым.

 

 

1.Энергетика и её роль в жизни человека

       Энергетика - отрасль промышленности, занимающаяся производством энергии на и передачей ее потребителям, является также одной из базовых отраслей тяжёлой промышленности.

       Энергетика  является основой развития производственных сил в любом государстве. Энергетика обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики.

       Научно-технический  прогресс невозможен без развития энергетики, электрификации. Для повышения производительности труда первостепенное значение имеет механизация и автоматизация производственных процессов, замена человеческого труда (особенно тяжелого или монотонного) машинным. Но подавляющее большинство технических средств механизации и автоматизации (оборудование, приборы, ЭВМ) имеет электрическую основу. Особенно широкое применение электрическая энергия получила для привода в действие электрических моторов. Мощность электрических машин (в зависимости от их назначения) различна: от долей ватта (микродвигатели, применяемые во многих отраслях техники и в бытовых изделиях) до огромных величин, превышающих миллион киловатт (генераторы электростанций).

       Человечеству  электроэнергия нужна, причем потребности  в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива - урана и тория, из которого можно получать в реакторах-размножителях плутоний. Поэтому важно на сегодняшний день найти выгодные источники электроэнергии, причем выгодные не только с точки зрения дешевизны топлива, но и с точки зрения простоты конструкций, эксплуатации, дешевизны материалов, необходимых для постройки станции, долговечности станций.

       Энергетическая  промышленность является частью топливно-энергетической промышленности и неразрывно связана  с другой составляющей этого гигантского  хозяйственного комплекса - топливной промышленностью.

       Электроэнергетика наряду с другими отраслями народного  хозяйства рассматривается как  часть единой народно-хозяйственной  экономической системы. В настоящее время без электрической энергии наша жизнь немыслима. Электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку и космос. Представить без электроэнергии наш быт также невозможно.

       Столь широкое распространение объясняется  ее специфическими свойствами:

• возможности превращаться практически во все другие виды энергии (тепловую, механическую, звуковую, световую и другие);
• способности относительно просто передаваться на значительные расстояния в больших количествах;
• огромным скоростям протекания электромагнитных процессов;
• способности к дроблению энергии и образование ее параметров (изменение напряжения, частоты).

       Основным  потребителем электроэнергии остается промышленность, хотя ее удельный вес  в общем полезном потреблении  электроэнергии во всём мире значительно снижается. Электрическая энергия в промышленности применяется для приведения в действие различных механизмов и непосредственно в технологических процессах. В настоящее время коэффициент электрификации силового привода в промышленности составляет 80%. При этом около 1/3 электроэнергии расходуется непосредственно на технологические нужды.

       В сельском хозяйстве электроэнергия применяется для обогрева теплиц и помещений для скота, освещения, автоматизации ручного труда на фермах.

       Огромную  роль электроэнергия играет в транспортном комплексе. Большое количество электроэнергии потребляет электрифицированный железнодорожный транспорт, что позволяет повышать пропускную способность дорог за счет увеличения скорости движения поездов, снижать себестоимость перевозок, повышать экономию топлива. Электрифицированный номинал железных дорог в России, составлял по протяженности 38% всех железных дорог страны и около 3% железных дорог мира, обеспечивает 63% грузооборота железных дорог России и 1/4 мирового грузооборота железнодорожного транспорта. В Америке и, особенно в странах Европы, эти показатели несколько выше.

       Электроэнергия  в быту является основной частью обеспечения  комфортабельной жизни людей. Многие бытовые приборы (холодильники, телевизоры, стиральные машины, утюги и другие) были созданы благодаря развитию электротехнической промышленности.

       Сегодня по потреблению электроэнергии на душу населения Россия уступает 17 странам мира, среди которых США, Франция, Германия, от многих из этих стран отстает и по уровню электровооруженности труда в промышленности и сельском хозяйстве. Потребление электроэнергии в быту и сфере услуг в России 2-5 раз ниже, чем в других развитых странах. При этом эффективность и результативность использования электроэнергии в России заметно меньше, чем в ряде других стран.

       Электроэнергетика - важнейшая часть жизнедеятельности  человека. Уровень ее развития отражает уровень развития производительных сил общества и возможности научно-технического прогресса. 

2. Экологические проблемы  энергоснабжения  и энергопотребления

     2.1. Определение проблем энергетики

      Анализ  перспектив развития мировой энергетики свидетельствует о заметном смещении приоритетных проблем в сторону  всесторонней оценки возможных последствий  влияния основных отраслей энергетики на окружающую среду, жизнь и здоровье населения.

      Объекты энергетики, как и многие предприятия  других отраслей промышленности, представляют собой источники неизбежного, потенциального, до настоящего времени практически  количественно не учитываемого риска  для населения и окружающей среды.

      Энергетические  объекты (топливно-энергетический комплекс вообще и объекты энергетики в  частности) по степени влияния на окружающую среду принадлежат к числу наиболее интенсивно воздействующих на биосферу.

      Отрицательные последствия воздействия энергетики на окружающую среду следует ограничивать некоторым минимальным уровнем, например социально приемлемым допустимым уровнем. Должны работать экономические механизмы, реализующие компромисс между качеством среды обитания и социально-экономическими условиями жизни населения.

     Бурное  новое строительство и реконструкция  существующих зданий и сооружений, интенсивное развитие транспорта, оживление  промышленного сектора ставит все  более сложные проблемы энергоснабжения. Решение их только за счет энергетических источников, использующих традиционные органические виды топлива, оказывается все менее оптимальным вариантом и с энергетической, и с экологической, и с экономической точек зрения. 
           При этом энергопотребление в Москве увеличивается ежегодно примерно на 5–6 %, что в 2–3 раза превышает средние темпы роста энергопотребления в стране. 

       Развитие систем энергоснабжения происходит в условиях значительного роста цен и тарифов на органическое топливо, тепловую и электрическую энергию. Для обеспечения надежного электроснабжения потребителей осуществляются дорогостоящие мероприятия по реконструкции и строительству линий электропередач и трансформаторных подстанций.  
            С изменением структуры городского хозяйства, ускоренным развитием сферы обслуживания нарастают проблемы разуплотнения графика потребления электрической энергии, покрытия возрастающих пиковых нагрузок. Возникают «перекосы» в энергоснабжении различных районов мегаполисов, и многие частные потребители стремятся обеспечить себе независимость энергоснабжения путем строительства малых энергоустановок и котельных, работа которых приводит к ухудшению экологической обстановки.[1] 
           Таким образом, лавной проблемой энергетики остается её влияние на окружающую среду.

 

2.2..Экологические  проблемы тепловой  энергетики  

      Воздействие тепловых электростанций на окружающую среду во многом зависит от вида сжигаемого топлива [2].

      Твердое топливо. При сжигании твердого топлива в атмосферу поступают летучая зола с частицами недогоревшего топлива, сернистый и серный ангидриды, оксиды азота, некоторое количество фтористых соединений, а также газообразные продукты неполного сгорания топлива.

      Уголь - самое распространенное ископаемое топливо на нашей планете. Специалисты считают, что его запасов хватит на 500 лет. Кроме того, уголь распространен по всему миру более равномерно и он более экономичен, чем нефть. Из угля можно получить синтетическое жидкое топливо. Однако слишком высокой была себестоимость такой продукции. Процесс происходит при высоком давлении. У этого топлива есть одно неоспоримое преимущество — у него выше октановое число. Это означает, что экологически оно будет более чистым.