Изучение влияния энергетической промышленности на окружающую среду и здоровье человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Индивидуальная работа: 24 страница, 2 таблицы, 3 источника.

Целью работы является изучение влияние энергетической промышленности на окружающую среду и здоровье человека.

В данной работе приведены различные источники энергии, используемы сегодня человеком и рассмотрено их влияние на природу. Приведены альтернативные источники энергии, работа которых является более экологической.

ГИДРОЭНЕРГЕТИКА, АТОМНЫЙ РЕАКТОР, БИОТОПЛИВО, ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРИЯ, ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ, ЭНЕРГИЯ ВЕТРА

Содержание

Введение

1. Влияние теплоэлектростанций на окружающую среду и биоту

2. Гидроэнергетика

3. Атомная энергия

4. Воздействие атомных станций на окружающую среду

5. Альтернативные источники энергии

5.1 Биоэнергетика

5.2 Ветровая энергия

5.3 Геотермальная энергия

5.4 Тепловая энергия океана

5.5 Энергия Солнца

5.6 Термоядерный синтез

6. Проблемы экологии в энергетики Украины

Заключение

Список литературы

Введение

теплоэлектростанция атомный энергия экология

Мощность "среднестатистического" человека составляет 150 Вт. С помощью только мускульной силы человек никогда не смог бы создать ту грандиозную промышленность, которая сейчас существует на планете.

Овладение огнем явилось первым шагом на пути к увеличению мощности человечества. Дрова и древесный уголь почти 10 тыс. лет верой и правдой служили людям. Они обогревали жилище, помогали готовить пищу, выплавлять металлы, двигать первые паровозы. Каменный уголь стал замещать дрова только со второй половины 19 века, еще позднее начали использовать нефть и газ. Если первая половина 20 в. была "эрой угля", то вторая половина - "эрой нефти", а в 2000г. мир стоял уже на пороге "эры газа".

Все современное хозяйство построено на использовании энергии угля, нефти и газа - ископаемого топлива, обеспечивающего около 90% энергетических потребностей человечества. В конце 20 в. в мире ежегодно добывалось порядка 3200 млн. тонн угля, более 3 млрд. тонн нефти и около 3 трлн. м природного газа.

За счет сжигания топлива (включая дрова и другие биоресурсы) в настоящее время производится около 90% энергии. Доля тепловых источников уменьшается до 80-85% в производстве электроэнергии. При этом в промышленно развитых странах нефть и нефтепродукты используются в основном для обеспечения нужд транспорта. Например, в США (данные на 1995 г.) нефть в общем энергобалансе страны составляла 44%, а в получении электроэнергии - только 3%. Для угля характерна противоположная закономерность - при 22% в общем энергобалансе он является основным в получении электроэнергии (52%). В Китае доля угля в получении электроэнергии близка к 75%, в то же время в России преобладающим источником получения электроэнергии является природный газ (около 40%), а на долю угля приходится только 18% получаемой энергии, доля нефти не превышает 10%.

В мировом масштабе гидроресурсы обеспечивают получение около 5-6% электроэнергии, атомная энергетика дает 17-18% электроэнергии.

При сжигании твердого и жидкого топлива образуются оксиды серы (S0₂, S0,) и зола, причем в серосодержащих топливах 97 -- 98% серы окисляется до S0₂, а остальные 2 -- 3% -- до S0. Поэтому все выбросы оксидов серы ТЭС при оценке загрязнения атмосферного воздуха определяют в основном в виде сернистого ангидрида S0₂. Негативное воздействие серосодержащих выбросов на окружающую среду обусловлено тем, что высокие концентрации диоксида серы вызывают серьезное повреждение растительности, выброс оксидов серы при сжигании различных видов органического топлива принимается следующим кг/т у.т. (условного топлива): каменного угля 1,5 -8,0; бурого угля 5,0 - 25,0; торфа 1,4 - 4,4; дров 0,5 - 0,6; мазута 15,0 - 40,0; природного газа 1,4 - 4,4. Усредненные значения удельных выбросов СO₂, кг/т у.т. - при сжигании бурого угля 3200 - 3300, каменного угля 2600 -2700, тяжелого мазута 2200 - 2250, легкого мазута 1900 - 2100, природного газа 1600-1700, удельных выбросов оксид углерода, кг/т у.т. - при сжигании мазута 3,0 -- 3,5; природного газа 3 -- 7,5; каменного и бурого угля 14 -- 55; дров 60 -- 80; торфа 14 - 55.

По силе воздействия на окружающую среду оксиды азота занимают второе место после диоксида серы (по степени увеличения кислотности осадков). Величины их удельных выбросов при сжигании, кг/т у.т.: каменного угля 2,5 - 7,5; бурого угля 4,0 - 6,0; торфа до 30; дров до 20; мазута 1,8 - 5,0; природного газа 1,3-4,5.

Как видно из приведенных выше данных, самым экологически чистым энергетическим минеральным ресурсом при применяемых в настоящее время общепринятых технологиях сжигания топлива является природный газ.

К условно экологически чистым угольным технологиям следует отнести подземную газификацию угольных пластов на месте их залегания и сжигание угольной пыли супертонкого помола (10 -- 20 мкм) в факеле. В первом случае благодаря превращению угля в газообразный энергоноситель под землей ликвидируются практически все экологические ущербы, связанные с добычей, транспортировкой, хранением и, самое главное, традиционным сжиганием угля. Во втором случае факел из супертонкой угольной пыли по своим теплофизическим и экологическим параметрам аналогичен мазутному и близок к газовому, поэтому меньше экологические последствия.

Повышенная ураноносность некоторых углей может приводить к значительным выбросам в атмосферу урана и других радионуклидов в результате сжигания топлива на ТЭЦ, в котельных, при работе автотранспорта.

1. Влияние теплоэлектростанций на окружающую среду и биоту

Воздействие электростанций на окружающую среду и человека можно рассматривать на различных стадиях технологического процесса. Данные по воздействию приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Влияние электростанций на окружающую среду и биоту.

2. Гидроэнергетика

Человек издавна использовал энергию падающей воды. 20 столетие стало веком широкого строительства гидроэлектростанций, хотя уже в конце 19 в. в Швейцарии их работало 200, а в США в 1885г. была построена Ниагарская электростанция мощностью 3,72 млн. Вт. Крупнейшие гидроэлектростанции возвели к 80-м гг. 20 в. в СССР и США, а самую большую - Итайпу - в Бразилии.

Во-первых, строительство плотин на равнинных реках вызывают затопление больших территорий под водохранилища, что связано с переселением людей и потерей пахотных земель, лугов и пастбищ.

Во вторых, плотина, перегораживая реку, создает непреодолимые препятствия для миграции проходных и полупроходных рыб, которые поднимаются на нерест в верховья рек.

В-третьих, в хранилищах вода застаивается, проточность ее замедляется. Это сказывается на жизни всех организмов, обитающих в реке и у реки.

В-четвертых, местное повышение воды оказывает влияние на грунтовые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию, а также к эрозии берегов и оползням.

В-пятых, крупные высотные плотины на горных реках представляют собой источники опасности, особенно в районах с высокой сейсмичностью, Известны в мировой практике несколько случаев, когда прорыв таких плотин приводил к большим разрушениям и гибели сотен и тысяч людей.

В конечном счете перекрытые водохранилищами речные системы из транзитных превращаются в транзитно-аккумулятивные.

Кроме биогенных веществ, здесь аккумулируются тяжелые металлы, радиоактивные элементы и многие ядохимикаты с длительным периодом жизни. Продукты аккумуляции делают проблематичным возможность использования территорий, занимаемых водохранилищами, после их ликвидации. Имеются данные, что в результате заиления равнинные водохранилища теряют свою ценность как энергетические объекты через 50-100 лет после их строительства. Например, подсчитано, что большая Асуанская плотина, построенная на Ниле в 60-е годы, будет наполовину заилена уже к 2025 году.

Несмотря на относительную дешевизну энергии, получаемой за счет гидроресурсов, доля их в энергетическом балансе постепенно уменьшается. Это связано как с исчерпанием наиболее дешевых ресурсов, так и с большой территориальной емкостью равнинных водохранилищ. Считается, что в перспективе мировое производство энергии на ГЭС не будет превышать 5% от общей.

Водохранилища оказывают заметное влияние на атмосферные процессы. Например, в засушливых (аридпых) районах, испарение с поверхности водохранилищ превышает испарение с равновеликой поверхности суши в_десятки раз. Издержки гидростроительства для среды заметно меньше в горных районах, где водохранилища обычно невелики по площади. Однако в сейсмоопасных горных районах водохранилища могут провоцировать землетрясения. Увеличивается вероятность оползневых явлений и вероятность катастроф в результате возможного разрушения плотин. Так, в 1960г. в Индии (штат Гун-жарат) в результате прорыва плотины вода унесла 15 тысяч жизней людей.

Таблица 2.1 - Влияние гидроэнергетики на окружающую среду, экосистемы и человека

3. Атомная энергия

В принципе энергетический ядерный реактор устроен довольно просто - в нем, так же как и в обычном котле, вода превращается в пар. Для этого используют энергию, выделяющуюся при цепной реакции распада атомов урана или другого ядерного топлива. На атомной электростанции нет громадного парового котла, состоящего из тысяч километров стальных трубок, по которым при огромном давлении циркулирует вода, превращаясь в пар. Эту махину заменил относительно небольшой ядерный реактор.

Самый распространенный в настоящее время тип реактора водографитовый.

Таблица 3.1 - Сравнение АЭС и ТЭС по расходу топлива и воздействию на среду. Мощность электростанций по 1000 мВт, работа в течение года (Б. Небел. 1993)

4. Воздействие атомных станций на окружающую среду

Техногенные воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды.

локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве,

повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации,

сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты,

изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС,

* изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.

Возникновение мощных источников тепла в виде градирен, водоемов - охладителей при эксплуатации АЭС обычно заметным образом изменяет микроклиматические характеристики прилежащих районов. Движение воды в системе внешнего теплоотвода, сбросы технологических вод, содержащих разнообразные химические компоненты, оказывают травмирующее воздействие на популяции, флору и фауну экосистем.

Особое значение имеет распространение радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексе сложных вопросов по защите окружающей среды большую общественную значимость имеют проблемы безопасности атомных станций (АС), идущих на смену тепловым станциям на органическом ископаемом топливе. Общепризнанно, что АС при их нормальной эксплуатации намного - не менее чем в 5-10 раз "чище" в экологическом отношении тепловых электростанций (ТЭС) на угле.

Особое внимание уделяется таким мероприятиям, как накопление, хранение, перевозка и захоронение токсичных и радиоактивных отходов.

Радиоактивные отходы, являются не только продуктом деятельности АС но и отходами применения радионуклидов в медицине, промышленности, сельском хозяйстве и науке.

5. Альтернативные источники энергии

5.1 Биоэнергетика

Из одной тонны органической массы можно получить от 250 до 600 кубических метров биогаза. Сжигая 1 куб. метр биогаза, можно получить 2 кВт электричества и 2,5 -3,0 тысяч ккал тепла. Технологии по использованию биологического газа решают одновременно несколько проблем:

- создают автономное энергетическое производство, работающее независимо от погодных условий;

- снабжают электричеством и теплом населенные пункты, удаленные от линий электропередач;

- не требуют транспортировок миллионов тонн топлива на дальние расстояния, что очень важно, так как в России огромные территории не имеют доступа к единой энергосистеме;

- снижают загрязнение окружающей среды;

- обеспечивают производство органических удобрений.

За все время существования СССР было построено всего от 60 до 80 реакторов. Несмотря на открывающиеся перспективы, внедрить данную технологию на рынок очень непросто вследствие недостаточного финансирования исследований в области альтернативных источников энергии, нестабильности экономической ситуации и из-за того, что приоритет отдан производству ядерной энергии и угольной и газовой энергетике.

5.2 Ветровая энергетика

По оценкам различных авторов, общий ветроэнергетический потенциал Земли равен 1200 ТВт, однако возможности использования этого вида энергии в различных районах Земли неодинаковы. Среднегодовая скорость ветра на высоте 20-30 м над поверхностью Земли должна быть достаточно большой, чтобы мощность воздушного потока, проходящего через надлежащим образом ориентированное вертикальное сечение, достигала значения, приемлемого для преобразования. Ветроэнергетическая установка, расположенная на площадке, где среднегодовая удельная мощность воздушного потока составляет около 500 Вт/м (скорость воздушного потока 7 м/с), может преобразовать в электроэнергию около 175 из этих 500 Вт/м².

Энергия, содержащаяся в потоке движущегося воздуха, пропорциональна кубу скорости ветра. Однако не вся энергия воздушного потока может быть использована даже с помощью идеального устройства. Теоретически коэффициент полезного использования (КПИ) энергии воздушного потока может быть равен 59,3 %. На практике, согласно опубликованным данным, максимальный КПИ энергии ветра в реальном ветроагрегате равен приблизительно 50 %, однако и этот показатель достигается не при всех скоростях, а только при оптимальной скорости, предусмотренной проектом. Кроме того, часть энергии воздушного потока теряется при преобразовании механической энергии в электрическую, которое осуществляется с КПД обычно 75-95 %. Учитывая все эти факторы, удельная электрическая мощность, выдаваемая реальным ветроэнергетическим агрегатом, видимо, составляет 30-40 % мощности воздушного потока при условии, что этот агрегат работает устойчиво в диапазоне скоростей, предусмотренных проектом.

Сейчас созданы самые разнообразные прототипы ветроэлектрических генераторов (точнее, ветродвигателей с электрогенераторами). Одни из них похожи на обычную детскую вертушку, другие - на велосипедное колесо с алюминиевыми лопастями вместо спиц. Существуют агрегаты в виде карусели или же в виде мачты с системой подвешенных друг над другом круговых ветроуловителей, с горизонтальной или вертикальной осью вращения с двумя или пятьюдесятью лопастями.

5.3 Геотермальная энергия

Энергетика земли - геотермальная энергетика базируется на использовании природной теплоты Земли. Верхняя часть земной коры имеет термический градиент, равный 20-30 °С в расчете на 1 км глубины, и, по данным Уайта (1965г.), количество теплоты, содержащейся в земной коре до глубины 10 км (без учета температуры поверхности), равно приблизительно Дж. Эти ресурсы эквивалентны теплосодержанию т угля (принимая среднюю теплоту сгорания угля равной Дж/т), что более чем в 70 тыс. раз превышает теплосодержание всех технически и экономически извлекаемых мировых ресурсов угля. Однако геотермальная теплота в верхней части земной коры (до глубины 10 км) слишком рассеяна, чтобы на ее базе решать мировые энергетические проблемы. Ресурсы, пригодные для промышленного использования, представляют собой отдельные месторождения геотермальной энергии, сконцентрированной на доступной для разработки глубине, имеющие определенные объемы и температуру, достаточные для использования их в целях производства электрической энергии или теплоты.

5.4 Тепловая энергия океана

Известно, что запасы энергии в Мировом океане колоссальны, ведь две трети земной поверхности (361 млн. км²) занимают моря и океаны - акватория Тихого океана составляет 180 млн. км². Атлантического - 93 млн. км² , Индийского - 75 млн. км² . Так, тепловая (внутренняя) энергия, соответствующая перегреву поверхностных вод океана по сравнению с донными, скажем, на 20 градусов, имеет величину порядка Дж. Кинетическая энергия океанских течений оценивается величиной порядка Дж. Однако пока что люди умеют использовать лишь ничтожные доли этой энергии, да и то ценой больших и медленно окупающихся капиталовложений, так что такая энергетика до сих пор казалась малоперспективной.

Последние десятилетие характеризуется определенными успехами в использовании тепловой энергии океана. Так, созданы установки мини-ОТЕС и ОТЕС-1 (ОТЕС - начальные буквы английских слов Ocean Thermal Energy Conversion, т.е. преобразование тепловой энергии океана - речь идет о преобразовании в электрическую энергию).

В августе 1979 г. поблизости Гавайских островов начала работать теплоэнергетическая установка мини-ОТЕС. Пробная эксплуатация установки в течение 3-х с половиной месяцев показала ее достаточную надежность. При непрерывной круглосуточной работе не было срывов, ежели не считать маленьких технических проблем, обычно возникающих при испытаниях всех новейших установок. Ее полная мощность составляла в среднем 48,7 кВт, наибольшая -- 53 кВт; 12 кВт (максимум 15) установка отдавала во внешнюю сеть на полезную нагрузку, поточнее -- на зарядку аккумов. Остальная вырабатываемая мощность расходовалась на собственные нужды установки. В их число входят издержки энергии на работу 3-х насосов, утраты в 2-ух теплообменниках, турбине и в генераторе электронной энергии.

Три насоса потребовались из последующего расчета:

- один -- для подачи теплой воды из океана,

- 2-ой -- для подкачки прохладной воды с глубины около 700 м,

- 3-ий -- для перекачки вторичной рабочей воды снутри самой системы, т. е. из конденсатора в испаритель.

В качестве вторичной рабочей воды применяется аммиак. Установка мини-ОТЕС смонтирована на барже. Под ее днищем помещен длиннющий трубопровод для забора прохладной воды. Трубопроводом служит полиэтиленовая труба длиной 700 м с внутренним поперечником 50 см. Труба сваривалась на берегу из 58 секций. Выбор целофана связан с тем, что он будто бы не подвержен обрастанию и, как следует, коррозии (создание 700-метрового трубопровода было самым сложным долом). Трубопровод прикреплен к днищу судна при помощи особенного затвора, позволяющего в случае необходимости его резвое отсоединение. Полиэтиленовая труба сразу употребляется и для заякоривания системы труба--судно. Оригинальность подобного решения не вызывает колебаний, так как якорные постановки для разрабатываемых сейчас наиболее массивных систем OTEС являются очень суровой неувязкой.

В первый раз в истории техники установка мини-ОТЕС смогла дать во внешнюю нагрузку полезную мощность, сразу покрыв и собственные нужды. Опыт, приобретенный при эксплуатации мини-ОТЕС, дозволил стремительно выстроить наиболее сильную теплоэнергетическую установку ОТЕС-1 и приступить к проектированию еще больше массивных систем подобного типа.

ОТЕС-1 -- плавучая лаборатория: как и мини-ОТЕС, она не создана для коммерческой выработки электронной энергии, хотя ее мощность добивается 1 МВт, т. е. в 20 раз больше, чем у мини-ОТЕС. В качестве вторичного рабочего тела в ОТЕС-1 также применяется аммиак. Питательный насос конфискует воду из поверхностного слоя океана с температурой 27 °С и прогоняет ее через нагреватель аммиака, состоящий из 6304 титановых трубок поперечником 2 см. Это -- паровой котел установки. Аммиак распыляется в теплых трубках и вскипает. Пар аммиака идет в турбину и вращает ее, а оттуда, совершив работу, поступает в конденсатор -- холодильник. Конденсатор также изготовлен из тонких трубок, охлаждаемых водой с температурой незначительно наиболее 4 °С.. Там пары аммиака конденсируются и преобразуются опять в жидкость, перекачиваемую назад в испаритель. Общая длина трубок в 2-ух теплообменниках (испарителе и конденсаторе) составляет 140 км.

Под установку ОТЕС-1 переоборудован танкер с турбоэлектрическим приводом. Электронная силовая установка танкера дозволяет с удобством применять ее энерго ресурсы во время проведения разных тестов либо привода насосов и остальных целей. На данной установке предполагается проверить некие эксплуатационные свойства ОТЕС, чтоб в предстоящем их можно было применять при разработке опытнейшего эталона. Число вопросцев, подлежащих исследованию, довольно велико. К ним относятся, к примеру, последующие: Какого типа теплообменники будут хорошими, и из какого материала их следует делать? Титан -- дорог, нельзя ли его поменять на алюминий либо чего-нибудть другое? Как стремительно будут развиваться морские организмы- обрастатели в теплообменниках и в остальных частях системы и как с ними биться? Как воздействую на состояние окружающей морской среды массивные установки такового типа? Как лучше выполнить трубопровод для подъема прохладной воды?

Крайний вопросец становится обычным для конструкторов всех установок ОТЕС. Для ОТЕС-1 он был решен в пользу внедрения 3-х параллельных полиэтиленовых труб поперечником 1 м любая, длиной по 900 м. Трубы были доставлены на Гавайские острова секциями длиной по 27 м и сварены на берегу. Позже все три трубы были соединены совместно и уложены на телеги, установленные на особом рельсовом пути, спускающемся прямо в океан. Суммарная масса трубопровода достигнула 450 т, укладка его на телеги была выполнена при помощи лебедки. Для закрепления нижнего конца трубопровода поблизости дна потребовалось 50 т балласта. А для поддержания трубопровода в вертикальном положении его верхний конец окружен плавучим кольцом, имеющим буй, к которому прикреплен крепкий конец; с его помощь трубопровод можно несколько перемещать. Таковой Метод крепления верхнего конца трубы к днищу судна дозволил чрезвычайно стремительно (за 2 часа) произвести постановку трубы в океане. Так же просто происходит и разъединение трубопровода прохладной воды с судном, ежели возникает мощное волнение либо по какой-нибудь иной причине.

5.5 Энергия солнца

В последнее время интерес к проблеме использования солнечной энергии резко возрос, и хотя этот источник также относится к возобновляемым, внимание, уделяемое ему во всем мире, заставляет нас рассмотреть его возможности отдельно. Потенциальные возможности энергетики, основанной на использовании непосредственно солнечного излучения, чрезвычайно велики. Заметим, что использование всего лишь 0.0125 % этого количества энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а использование 0.5 % - полностью покрыть потребности на перспективу. К сожалению, вряд ли когда-нибудь эти огромные потенциальные ресурсы удастся реализовать в больших масштабах. Одним из наиболее серьезных препятствий такой реализации является низкая интенсивность солнечного излучения. Даже при наилучших атмосферных условиях (южные широты, чистое небо) плотность потока солнечного излучения составляет не более 250 Вт/м2. Поэтому, чтобы коллекторы солнечного излучения "собирали" за год энергию, необходимую для удовлетворения всех потребностей человечества нужно разместить их на территории 130 000 км² . Необходимость использовать коллекторы огромных размеров, кроме того, влечет за собой значительные материальные затраты. Простейший коллектор солнечного излучения представляет собой зачерненный металлический (как правило, алюминиевый) лист, внутри которого располагаются трубы с циркулирующей в ней жидкостью. Нагретая за счет солнечной энергии, поглощенной коллектором, жидкость поступает для непосредственного использования. Согласно расчетам изготовление коллекторов солнечного излучения площадью 1 км², требует примерно тонн алюминия. Доказанные же на сегодня мировые запасы этого металла оцениваются в тонн. Из написанного ясно, что существуют разные факторы, ограничивающие мощность солнечной энергетики. Предположим, что в будущем для изготовления коллекторов станет возможным применять не только алюминий, но и другие материалы. Изменится ли ситуация в этом случае? Будем исходить из того, что на отдельной фазе развития энергетики (после 2100 года) все мировые потребности в энергии будут удовлетворяться за счет солнечной энергии. В рамках этой модели можно оценить, что в этом случае потребуется "собирать" солнечную энергию на площади от до км². В то же время общая площадь пахотных земель в мире составляет сегодня км². Солнечная энергетика относится к наиболее материалоемким видам производства энергии. Крупномасштабное использование солнечной энергии влечет за собой гигантское увеличение потребности в материалах, а следовательно, и в трудовых ресурсах для добычи сырья, его обогащения, получения материалов, изготовление гелиостатов, коллекторов, другой аппаратуры, их перевозки. Подсчеты показывают, что для производства 1 МВт*год электрической энергии с помощью солнечной энергетики потребуется затратить от 10 000 до 40 000 человеко-часов. В традиционной энергетике на органическом топливе этот показатель составляет 200-500 человеко-часов. Пока еще электрическая энергия, рожденная солнечными лучами, обходится намного дороже, чем получаемая традиционными способами. Ученые надеются, что эксперименты, которые они проведут на опытных установках и станциях, помогут решить не только технические, но и экономические проблемы.

5.6 Термоядерный синтез

Термоядерный синтез - это дешевый и экологически безопасный способ добычи энергии. На Солнце уже миллиарды лет происходит неуправляемый термоядерный синтез - из тяжелого изотопа водорода дейтерия образуется гелий. При этом выделяется колоссальное количество энергии. Однако на Земле люди пока не научились управлять подобными реакциями.

В качестве топлива в реакторе будут использоваться изотопы водорода. В ходе термоядерной реакции энергия выделяется при соединении легких атомов в более тяжелые. Чтобы добиться этого, необходимо разогреть газ до температуры свыше 100 миллионов градусов - намного выше температуры в центре Солнца. Газ при такой температуре превращается в плазму. Атомы изотопов водорода при этом сливаются, превращаясь в атомы гелия с выделением большого количества нейтронов. Электростанция, работающая на этом принципе, будет использовать энергию нейтронов, замедляемых слоем плотного вещества. Идея создания термоядерного реактора зародилась в 1950-х годах. Тогда от нее было решено отказаться, поскольку ученые были не в состоянии решить множество технических проблем. Прошло несколько десятилетий прежде, чем ученым удалось «заставить» реактор произвести хоть сколько-нибудь термоядерной энергии.

Решение о проектировании Международного термоядерного реактора (ИТЭР) было принято в Женеве в 1985 году. В проекте участвуют СССР, Япония, США, объединенная Европа и Канада. После 1991 года к участникам присоединился Казахстан. За 10 лет многие элементы будущего реактора удалось изготовить на военно-промышленных предприятиях развитых стран. Например, в Японии разработали уникальную систему роботов, способных работать внутри реактора. В России создали виртуальный вариант установки.

На строительство станции уйдет как минимум 10 лет и 5 млрд долларов. За престижное право быть родиной гиганта энергетики соревнуются Франция и Япония. Новая установка, по оценке ученых, экологически более безопасна, нежели работающие сегодня ядерные реакторы. В качестве отработанного топлива в установке ITER образуется гелий, а не его изотопы, которые нужно хранить в специальных хранилищах десятки лет. Ученые считают, что запасы топлива для таких электростанций практически неисчерпаемы - дейтерий и тритий легко добываются из морской воды. Килограмм этих изотопов может выделить столько же энергии, сколько 10 млн кг органического топлива.

6. Проблемы экологии в энергетики украины

Украина - одна из крупных стран Европы: 52 млн. человек проживают на территории 603,7 кв. км. Народное хозяйство Украины представляет собой сложную экономическую структуру, отягощенную чрезмерным объёмом отраслей тяжёлой промышленности. Это, в свою очередь, обуславливало существование высокоразвитого комплекса по производству, распределению и сбыту электрической и тепловой энергии.

В настоящее время установленная мощность электростанций составляет 55,1 млн. кВт.

С начала 90-х годов в результате разрушения единого народно-хозяйственного комплекса бывшего Союза, начался беспрецедентный спад производства и сопутствующие кризисные явления во всех сферах экономической жизни страны.

В существующих условиях отрасли топливно-энергетического комплекса, имея негативное влияние на стабилизацию экономики Украины, сами оказались в исключительно тяжёлом состоянии.

Состояние генерирующего оборудования ТЭС в настоящее время характеризуется высокой степенью физического и морального износа. Большая часть ТЭС была спроектирована и введена в эксплуатацию в 60-70-е годы. Оборудование всех электростанций не соответствует современным экологическим требованиям.

Предприятия энергетики относятся к основным загрязнителям воздушного бассейна. На их долю приходится свыше 30% выбросов вредных веществ от общего объёма выбросов стационарными источниками, в том числе 59% окислов серы, 27% золы, 12% окислов азота.

По данным Европейской Экономической Комиссии ООН общие выбросы серы Украиной составляют 7% всех европейских выбросов этого загрязнителя. 13 основных украинских электростанций (Криворожская, Змиёвская, Старобешевская, Запорожская, Кураховская, Углегорская, Бурштынская, Трипольская, Луганская, Приднепровская, Ладыжинская, Зуевская и Славянская) включены ею в список 100 наиболее крупных источников загрязнения атмосферы Европы диоксидом серы. В списке 100 крупнейших источников Криворожская и Бурштынская ТЭС занимают 14 и 15 места по мощности выбросов диоксида серы.

Общее снижение техногенного воздействия на атмосферный воздух до недавнего достигалось за счёт увеличения доли газа в топливном балансе ТЭС, а в последнее время - преимущественно как следствие деструктивных явлений в экономике. Доля газа в общем расходе органического топлива достигла 49,7%.

Заключение

За время существования нашей цивилизации много раз происходила смена традиционных источников энергии на новые, более совершенные. обеспечивающих большие уде6льные мощности и меньшую себестоимость энергии. Старые источники не были исчерпаны. Солнце светило и обогревало человека всегда. И тем не менее,однажды люди приручили огонь, начали жечь древесину. Затем древесина уступила место каменному углю. Запасы древесины казались безграничными, но паровые машины требовали более калорийного "корма". Но и это был лишь этап. Уголь вскоре уступает свое лидерство на энергетическом рынке нефти. И вот новый виток в наши дни ведущими видами топлива пока остаются нефть и газ. Но за каждым новым кубометром газа или тонной нефти нужно идти все дальше на север или восток, зарываться все глубже в землю. Немудрено, что нефть и газ будут с каждым годом стоить нам все дороже. Несомненно на смену нефти придет ядерная энергия.

Список литературы

1. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива - Москва: Недра, 1998 - 312 с.

2. С. В. Яцкевич, И.И. Ярошевская, Ю.В. Струц. Проблемы экологии в энергетике Украины и пути их решения - Киев, Минэнерго Украины, 1996 - 12 с.

3. Голдовская Л.Ф. Химия окружающей среды: Учебник для вузов . - М.: Мир, 2005. - 296 с.

Размещено на Allbest.ru