реферат..роздрук


Львівський національний університет імені Івана Франка

Біологічний факультет

Кафедра екології

Реферат на тему:

«Хіміко-екологічні аспекти енергетики»

Виконала студентка групи БЛЕ-11:

Єдинак Ірина

Перевірив:

Ридчук П.В.

ЛЬВІВ-2014

План

Вступ

1.Екологічні проблеми теплоенергетики.

1.1. Теплоелектростанції (ТЕС).

2. Екологічний вплив гідроенергетики на навколишнєсередовище.

2.1. Гідроелектростанції (ГЕС).

2.2. Солоність води як джерело енергії.

2.3. Використання термальної енергії океану.

2.4. Вода як джерело водню — перспективного палива.

2.5. Використання гідродинамічної енергії.

3. Екологічні проблеми використання атомної енергії.

4. Геліоенергетика.

5. Вітроенергетика.

6. Біоенергетика.

Висновки

Список літератури

-2-

Вступ

Тема реферативної роботи «Хіміко-екологічні аспекти енергетики».

Енергетика — найважливіший фактор у процесі перетворення природи людиною. Виробництво енергії, її транспортування і споживання набули глобального характеру. Створений людством енергетичний потенціал забезпечує сучасні технології освоєння навколишнього космічного простору.

Поряд з тим майже 80% усіх видів забруднення біосфери зумовлює саме енергетична промисловість, яка включає добування, переробку і використання палива.

Щорічне споживання енергії у світі зараз наближається до 25-35 млрд. тонн умовного палива. Наслідком цього є виснаження світових запасів викопного палива.

При цьому спалювання органічного палива в енергетичних установках супроводжується величезними викидами шкідливих речовин і побічного тепла в навколишнє середовище.

На нинішньому етапі розвитку людства виникає необхідність у переведенні енергетичної промисловості на інтенсивний шлях, у впорядкуванні використання енергоносіїв на всіх рівнях, у пошуку і використанні альтернативних (екологічно чистих і невичерпних) джерел енергії.

Одним із напрямів пошуку прихованих енергорезервів та їх реалізації в Україні є програма державної підтримки розвитку нетрадиційної енергетики, яка є складовою частиною Національної енергетичної програми України. У Програмі доповнено і розширено напрями розвитку, конкретизовано області застосування, уточнено обсяги впровадження нетрадиційних і відновлювальних джерел енергії та малої гідро- і теплоенергетики відповідно до основних показників національної енергетичної програми України.

Особливого значення набуває економія електроенергії. Тільки в Сполучених Штатах щорічно марно витрачається електроенергії на суму в мільярд доларів.

-3-

Таблиця1.Деякі характеристики електроенергії, що виробляється традиційними і нетрадиційними методами

Вид електростанції чи джерела енергії

Коефіцієнт

корисної дії, %

Доступність,%

Вугільна

35-40

85-90

Ядерна

35-40

75-85

Вітрова

40-70

20-40

Сонячна

10-20

15-20

Газифікація вугілля

40-50

80-90

Геотермічна

15-20

70-80

Маретермічна

2-3

90-95

Водень

30-45

70-80

Паливні елементи

60-80

80-90

Фотосинтез

0,4-1

90-95

Магнітогідродинамічна

50

60-70

-4-

1. Екологічні проблеми теплоенергетики

1.1 Теплоелектростанції (ТЕС)

Широке використання вугілля та інших видів викопного палива з метою одержання електричної енергії має явні переваги, оскільки електричну енергію неважко передавати навіть на значні відстані, машини і механізми можна розташовувати далеко від генераторів. Нині набуває поширення й електричне обігрівання житла — при цьому в будинках не спалюють ніякого палива і там не утворюється ні дим, ні золи.

Сьогодні теплоенергетику справедливо називають основою технічного прогресу. Але за використання енергії у вигляді електрики ми несемо і певне покарання. За масштабами впливу на навколишнє середовище ця галузь посідає одне з перших місць. Велика кількість теплоелектростанцій (ТЕС) і теплоелектроцентралей (ТЕЦ) спалюють мільйони тонн органічного палива. На їх частку припадає приблизно четверта частина всіх шкідливих викидів.

Екологічний вплив ТЕС на навколишнє середовище залежить від виду палива. Для спалювання в топках ТЕС використовують три групи органічних ресурсів — тверді (вугілля і горючі сланці), рідкі (мазут, дизельне і газотурбінне паливо) і газоподібні палива (природний газ, біогаз та ін.).

При спалюванні твердого палива на ТЕС в атмосферу викидаються: летка зола з частками палива, що не згоріло, сірчистий і сірчаний ангідриди, оксиди вуглецю і азоту, фтористі сполуки та газоподібні продукти неповного згорання палива. Побічним продуктом, що утворюється при згоранні вугілля, є вугільна зола. Золовідвали займають величезні площі землі, які вилучаються з раціонального господарського використання.

У вугіллі містяться вкраплення радіоактивних ізотопів цезію і торію. При спалюванні ці елементи роблять свій внесок в радіоактивне забруднення навколишнього середовища.

При спалюванні рідких видів палива (зокрема мазуту) з димовими газами в атмосферу надходять сірчистий і сірчаний ангідриди, оксиди азоту, тверді і газоподібні продукти неповного згорання палива, сполуки ванадію.

-5-

При спалюванні природного газу єдиним найбільш істотним забруднювачем атмосферного повітря є оксид азоту (його утворюється на 20% менше, ніж при спалюванні вугілля). Природний газ є найбільш екологічно чистим видом енергетичного палива.

Порівняльні дані про вміст шкідливих домішок у димах традиційних видів палива наведені в табл. 2.

Для запобігання забрудненню атмосфери продуктами згорання палива та з метою зменшення ймовірності утворення кислотних дощів необхідно на ТЕС і ТЕЦ змінити технологію.

Це можна зробити в таких напрямках:

а) розсіювання оксиду сірки в більш високих шарах повітряного басейну за допомогою спорудження на ТЕС високих димових труб;

б) використання вугілля з низьким вмістом сірки на нових установках;

в) очищення вугілля від сірки;

г) використання порошкоподібного вугілля і видалення сірки з топочних газів, що відходять.

Комплексна підготовка вугілля до спалювання дозволяє знизити і спростити процес спалювання палива, скоротити витрати палива і знизити працевтрати на транспортування, зокрема, для індивідуальних споживачів у затареному вигляді і з протипиловою обробкою (парафінування). Аналогічні підходи застосовують і до високосірчистої нафти.

-6-

Таблиця 2. Вміст основних шкідливих домішок у димах

Паливо

Шкідливі домішки

легка зола

SO2

Nox

Вугілля:

- березівське буре

6,66

0,48

0,41

- кузнецьке СС

20

0,85

1,22

- донецьке виснажене

24,2

5,4

0,70

- екібастузьке

63,9

2,24

0,79

- підмосковне буре

50,5

11,2

0,58

- естонські сланці

81,5

3,56

0,65

Мазут (3% сірки)

0,1

3,98

0,8

Газ

-

-

0,7

Однією з проблем теплоенергетики є утилізація золи. Останнім часом золу стали використовувати для різних цілей. Бетони, в яких міститься 20% золи, дають скорочення циклу пропарювання виробів удвоє. Вироби з додаванням золи морозостійкі, краще протистоять агресивному середовищу, мають ідеальну гладку поверхню. Золу використовують як мінеральну добавку в асфальтобетон і замість піску в керамзитобетоні. Досить перспективним є застосування золи у виробництві цегли і зольного гравію.

Інший недолік ТЕС полягає в тому, що перетворення теплової енергії, яка міститься у викопному паливі, супроводжується колосальними втратами.

Сучасна теплова електростанція, яка працює на вугіллі і виробляє пару для наступного перетворення її енергії за допомогою турбогенератора в електричну, досягає ефективності 40%, іншими словами, лише 40% теплової енергії, яку віддає вугілля під час згорання, перетворюється в електричну. Такою ж приблизно є й ефективність теплових електростанцій, які використовують нафту.

Одержання електричної енергії супроводжується марним використанням великої частини теплової енергії викопного палива — вугілля, нафти та

-7-

природного газу. Особливо великими є витрати, коли одержана електрична енергія знову перетворюється в тепло на місці її використання.

При одержанні електричної енергії виділяється зайве тепло, яке необхідно кудись відводити. Коли такі «теплові відходи» викидаються в навколишнє середовище, це може призвести до небезпечних наслідків. Ось чому надлишок тепла в навколишньому середовищі класифікується як теплове забруднення.

Додаткове тепло від ближньої електростанції нерідко перевищує температурний поріг нормального існування організмів.

Розв’язати проблему теплового забруднення навколишнього середовища можна двома шляхами — знайти надлишковому теплу корисне використання або перейти на охолодження замкненого типу з використанням градирень або ставків-охолоджувачів.

Охолодження замкненого типу має дві переваги. По-перше, якщо тепло передається від охолоджувальної води в атмосферу, то немає необхідності викидати охолоджуючу воду в озеро чи річку. Тим самим усувається небезпека підігрівання водних організмів. По-друге, зменшується не тільки теплове забруднення, але й кількість охолоджуючої води, яка забирається з річок, скорочується на кілька відсотків порівняно з кількістю, яка необхідна при охолодженні відкритого типу. Справа в тому, що одна і та ж вода знову і знову використовується для охолодження відпрацьованої пари з турбін. У результаті кількість води, яка забирається на потреби електростанцій, значно скорочується, що дозволяє використовувати воду з іншою метою.

Величезним недоліком теплоенергетики є те, що викопне вуглеводне паливо — вугілля, нафта і природний газ — належить до вичерпних невідновних природних ресурсів. Це дуже нераціональне використання копалин, які природа накопичувала впродовж багатьох геологічних ер, оскільки вуглеводневі ресурси -чудова сировина для хімічного синтезу.

У деяких країнах світу вже відчувається нестача органічного палива, і вона тим гостріша, чим вищий промисловий потенціал країни.

-8-

Світові запаси твердого палива оцінюються як трохи більше 10 000 млрд. тонн. Найбільша частка природних запасів цього виду палива припадає на СНД, США і Китай. Становище із запасами нафти складніше. Вважається, що природні запаси нафти у світі становлять приблизно всього лише 100 млрд. т і, враховуючи зростання енергоспоживання, вони можуть бути вичерпані протягом 50 або й менше років.

Ця проблема є актуальною для країн усього світу і, зокрема, України. Чи є вихід із цієї ситуації? Так, є — він в енергоресурсозбереженні та у впорядкуванні використання енергоносіїв на всіх рівнях.

Проблема ресурсозбереження нині життєво важлива для української держави. Адже, хоча населення України нині становить лише один відсоток усього населення планети, споживаємо ми два відсотки всіх енергоресурсів Землі — тобто вдвічі більше середньостатистичного землянина. На одиницю виробленої в Україні продукції витрачається втричі більше енергії, ніж у розвинених країнах, що наперед робить цю продукцію неконкурентоспроможною. Доки Україна не вийде на рівень хоча б серед-ньосвітових стандартів енергоспоживання, годі сподіватися змін на краще в нашій економіці.

Якби Україна зменшила споживання енергоресурсів хоча б удвічі, вона б повністю забезпечувала свої енергопотреби, тобто цілком могла стати енергоресурсонезалежною державою. Але для цього необхідно впровадити сучасні методи нафтогазодобування, вводити в експлуатацію нові розвідані родовища, відновити старі свердловини і пробурити нові на вже начебто використаних родовищах, розвивати вугільну промисловість, розширити видобуток бурого вугілля, торфу, увести до ладу нові потужності гідроелектростанцій, запровадити режим суворої економії енергоресурсів та електроенергії хоча б на побутовому рівні. Нині ж Україна забезпечує себе власними енергоресурсами лише на 20 відсотків, сплачуючи за російський газ ціну вище світової.

-9-

2. Екологічний вплив гідроенергетики на навколишнє середовище

2.1 Гідроелектростанції (ГЕС)

З різних форм водної енергії найбільше значення з точки зору широкого практичного застосування на сучасному етапі має використання механічної енергії водотоків, яке досягається спорудженням гідроелектростанцій (ГЕС) різних видів (табл. 3).

У найпростішому вигляді гідроелектростанція (ГЕС) складається з греблі, що підпирає воду в руслі річки, і будівлі ГЕС, що міститься з низової сторони греблі. У будівлі ГЕС розміщене енергетичне обладнання — турбіни, генератори тощо. Вода від греблі до будівлі ГЕС підводиться напорними трубопроводами.

У більш складних проектах до складу ГЕС можуть входити різного виду водопідвідні деривації (відкритий канал, тунель та ін.), напірний трубопровід, відвідні споруди (у вигляді відкритого каналу, тунелю й ін.).

Гідроенергетика є однією з важливих підгалузей електроенергетики і водного господарства. Більше 20% промислово-виробничих фондів зосереджено на ГЕС. ГЕС виконують різні функції в загальній системі енергозабезпечення.

ГЕС у паливно-енергетичному комплексі країни зменшують потребу народного господарства в енергетичному паливі, покращують структуру самого комплексу, підвищують надійність і якість енергозабезпечення. Частка енергії ГЕС у загальній кількості енергії є відносно невеликою (приблизно 3%). Разом з тим значимість гідроенергії в паливно-енергетичних балансах окремих районів країни дуже суттєва. Особливо важливим є питання економії палива, яке забезпечується гідроенергетикою в районах, що знаходяться далеко від джерел палива, але мають потребу в паливних ресурсах.

-10-

Таблиця3.Роль гідроенергетики у світовій енергетиці

Країна

Виробництво електроенергії електростанціями в цілому, млн. кВт/рік

Виробництво електроенергії ГЕС, млн. кВт/рік

Частка ГЕС у виробництві

електроенергії,%

Норвегія

81108

72282

89,0

Швейцарія

42348

36290

85,5

Бразилія

112572

92945

82,6

Португалія

13932

9683

69,6

Нова Зеландія

21348

11589

68,1

Єгипет

13000

8800

67,7

Австрія

38064

24871

65,4

Канада

335721

220150



Страницы: 1 | 2 | Весь текст


Предыдущий:

Следующий: