Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Апрель » 25 » Экологические проблемы человечества и пути их решения. Часть 2. Энергетика
23:15
Экологические проблемы человечества и пути их решения. Часть 2. Энергетика

    Как мы уже сказали ранее, основные проблемы состоят в повышении эффективности использования сырья, получении больших количеств электроэнергии и энергоносителей, а так же, утилизация отходов человеческой цивилизации. О решении энергетического кризиса мы говорили в статьях, посвященных использованию древесины в ТЭС, перспективных областях энергетики и ряде других бесед. Мы еще много раз вернемся к энергетике в соответствующем разделе. Сейчас осветим этот вопрос вкратце.

    На сегодняшний день человечеству требуется для нормальной жизни около 2 кВт электроэнергии на человека постоянного производства или около 48 кВт*час в сутки. На сегодняшний день в мире производится около 0,6 кВт непрерывного производства или около 15 кВт часов в сутки. Страдают в основном страны “третьего мира”. Таким образом, требуется повысить производство электроэнергии в три раза, что с учетом роста численности населения планеты, заставляет задумываться о перспективах, как качественного, так и количественного развития электроэнергетики.

    Сегодня в мире основная масса электроэнергии производится на ТЭС, около 50%. ТЭС потребляют уголь, мазут, природный газ и второстепенные энергоносители вроде торфа, горючих сланцев, отходов деревопереработки. На втором месте стоят АЭС, на их долю в ряде стран приходится до 60-90% всего производства электроэнергии (Франция, Швеция, Япония, США и др.). В мире в целом, на долю АЭС приходится около 20% всей выработки электроэнергии. На гидроэлектростанции в мире приходится около 20 – 24%, на ветряные, солнечные, геотермальные, и пр. электростанции в сумме около 6-8%.

   При этом основные проблемы экологии связаны не столько с количеством или методом выработки электроэнергии, сколько с качественным подходом и количественным балансом. Например, в регионах с равнинными реками часто строят крупные гидроэлектростанции, при строительстве АЭС экономят на системах обеспечения безопасности, при проектировании ветряных электростанция не учитывают миграцию птиц и расположение населенных пунктов, на ТЭС не достаточно эффективны системы очистки отходящих газов и пр.

    Следует учитывать, что ветряные электростанции хороши везде, но, где низкая плотность населения и сильный ветер (равнины, прибрежные регионы, высокогорье и др.). Низкая плотность населения требуется исходя из вреда, который приносят ультразвук и электромагнитные поля ветряков высшим организмам. Такими площадями могут служить: поля, покосы, лесозащитные полосы предприятий (вокруг многих предприятий металлургии или химпрома предусмотрены защитные полосы протяженностью не менее 10-15 км), или лесопосадки промышленного назначения.

    При этом ветряные электростанции имеют один очень большой недостаток – они обеспечивают малую плотность производства электроэнергии. Каждый ветряк высотой 10-20 метров с лопастями длиной около 3 метров может при среднем ветре производить около 1-1,5 кВт электроэнергии. Исходя из аэродинамики работы ветряков и их размеров, расстояние до ближайшего ветряка должно быть около 50 метров. Таким образом, даже если мы поставим ветряки в поле с данной плотностью, то получим около 380 ветряков на один квадратный километр. Это в среднем около 450 кВт выработки электроэнергии в режиме реального времени. То есть, достаточно для проживания 200 человек. Для сравнения, одна средняя ТЭС занимает так же около 1 квадратного километра и производит 0,8-1,0 миллион киловатт электроэнергии, что в 1700 раз больше. При этом вред экологии на порядки выше и ТЭС необходимо топливо.

    Из сказанного следует, что ветряные электростанции оптимальны при их небольшом размере и применении на территории крупных, малозаселенных площадей иного назначения. Например, питание деревоперерабатывающей промышленности, сельского хозяйства, тепличных комплексов, предприятий с большой площадью защитной территории (заводы ферросплавов, алюминиевые заводы, производство соединений тяжелых металлов, урановые рудники и пр.). Ветряные электростанции могут покрыть около 30% потребностей в электроэнергии небольших населенных пунктов, и до 60% потребности в электроэнергии ряда выше указанных предприятий. Неоспоримым преимуществом использования ветряных электростанций является возможность их размещения в непосредственной близости от потребителя (0,5 – 10 км). Это снижает потери на сопротивление и индукцию проводников, как следствие, и вред экологии от электромагнитных полей.

   Гидроэнергетика не является панацеей и выполняет лишь вспомогательную роль, на сегодняшний день, количественное развитие гидроэнергетики достигло примерно 80% от возможного для планеты максимума. При этом следует строить новые ГЭС лишь на реках шириной до 80 метров, при любой глубине, но только горных реках со средней скоростью потока не ниже 2 метров в секунду. Максимальная мощность таких ГЭС не превышает 0,5 миллиона кВт. Что достаточно для обеспечения двух средних предприятий машиностроительной индустрии или небольшого города на 40 – 80 тысяч жителей.

    Таким образом, ГЭС играют региональную роль, и могут по случаю стать опорой промышленности и покрыть до 90% всех затрат электроэнергии в данной местности (в радиусе 30 – 100 км от ГЭС). В ряде регионов ГЭС не имеют никаких перспектив.

   Солнечные электростанции могут вырабатывать лишь небольшое количество электроэнергии для местного, как правило, не промышленного использования. Они хороши на крышах высотных зданий в крупных городах (альтернативой им являются тепличные комплексы эстетически-паркового или сельскохозяйственного назначения или просто аллеи-мансарды).

    АЭС стоит строить максимальной мощности и только в густонаселенных регионах, где много крупных промышленных потребителей электроэнергии. Сегодняшние возможности КИП и системотехники позволяют при желании обеспечить почти тождественно 100% безопасность эксплуатации АЭС. Транспортировка электроэнергии от АЭС к потребителям на расстояния более 200 км не целесообразна.

    ТЭС хороши своей неприхотливостью к топливу и полному безразличию к условиям окружающей местности. На сегодняшний день наиболее распространенное топливо для них – ископаемые угли. Существует множество технологий повышения эффективности использования этого топлива, дело только за желанием вкладывать средства в качественное развитие энергетики.

     Что касается прочих видов топлива для ТЭС, то они непосредственно связаны со вторым вопросом нашей беседы – сырьевым голодом промышленности, поэтому мы затронем их в следующей беседе.

Категория: Пища для размышлений | Просмотров: 2245 | Добавил: Chemadm | Теги: экология, сырье промышленности, Альтернативная энергетика | Рейтинг: 4.8/12
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]