Экологические проблемы энергетики

Энергетика
Экологические проблемы производства энергии
Изменение климата и Киотский протокол
Проблема теплового загрязнения
Экологические проблемы тепловой энергетики
Экологические проблемы ядерной энергетики
Альтернативный источник энергии
Возобновляемые источники энергии
Ветроэнергетика
Геотермальная энергетика
Энергия приливов и отливов морей и океанов
Гидроэлектростанции (ГЭС)
Биоэнергия
Ядерная энергетика.
Водородная энергетика
Основные способы получения энергии
Анализ процессов трансформации энергии

Ядерной энергетике, подобно другим видам промышленной деятельности, присущи и вредные факторы, потенциально опасные для человека. Наибольшую потенциальную опасность представляет радиоактивное заг­рязнение. Однако, с самого начала развития ядерной энергетики, её предприятия проектировались таким образом, чтобы не допустить опасного выброса радиоактивных веществ в окружающую среду и чтобы обеспечить максимальную безопасность обслуживающего персонала. Ситуация с Чернобылем подорвала доверие к атомной энергетике, но в настоящее время приняты новые перспективные программы развития этой отрасли с учётом экологической составляющей. Накопленная информация об уровнях радиационного воздействия, об индивидуальных и коллективных дозах облучения персонала предприятий и населения вблизи предприятий ядерного топливного цикла подтверждает, что биосфера достаточно надёжно защищена от радиационного воздействия предприятий ядерной энергетики. Из всех известных на сегодня способов производства энергии ядерная энергетика является минимально опас­ной.

Человек всегда подвергался воздействию ионизирующей радиации различных внеш­них или внутренних естественных источников. Это космические и гамма-лучи, радон и другие вещества, выделяемые горными породами и строительными материалами, природные радиоактивные вещества, попадающие в организм. На рис. 15.14 показана доля атомной энергетики в годовой дозе облучения населения Великобритании, которая составляет всего 0,1%.

Многолетний опыт эксплуатации АЭС и исследовательских реакторов в нашей стране показывает, что в результате тщательно выполнен­ных мероприятий по совершенствованию конструкции ядерных реакторов, систем очистки газоаэрозольных выбросов и жидких отходов, хорошо продуманной системы контроля и при научном подходе к вопросам защиты окружающей среды атомная энергетика не только не увеличивает заг­рязнения биосферы, но и способствует её оздоровлению. АЭС не требу­ет кислорода для сжигания топлива и не выбрасывает оксидов углерода, не загрязняет воздушный бассейн оксидами серы, азота, тяжёлыми ме­таллами, фенолами и канцерогенными веществами, летучей золой и дру­гими вредными компонентами. Выбросы радиоактивных веществ от АЭС в расчёте на единицу электрической мощности на порядок ниже выбросов есте­ственных радиопродуктов, содержащихся в органическом топливе (например, в угле) ТЭС.

 Таблица 15.3

Мировые ресурсы ядерной энергетики

Принцип производства энергии

Вид ресурса

Ресурсы в энергетическом эквива­ленте, равном Q

Реакторы на тепловых нейтронах

Уран при затратах на извлечение до 130 долл./кг

40

Реакторы-размножители

Уран при затратах на извлечение:

до 130 долл. / кг

до 295 долл. / кг

уран в океане

уран в земной коре на глубине до 500 м

1000

2500

340000

670000

Термоядерные реакторы

Литий (как источник трития) при затратах на извлечение до 60 долл./кг природного лития

литий в океане

дейтерий в океане

1900

2750000

4000000000

 


Рис.15.14. Средняя доза облучения населения Великобритании

Развитие атомной, а в дальнейшем термоядерной и других перспективных альтернативных направлений развития энергетики – прекрасная долгосрочная перспектива, но анализ показывает (рис.15.15), что в ближайшие десятилетия основным источником энергоресурсов будет по прежнему органическое топливо. Это необходимо учитывать при разработке перспективных планов решения экологических проблем.

>

Рис. 15.15 Эволюция структуры потребления энергоресурсов в России.

15.4. Энергоёмкость экономики и энергосбережение

За годы реформ в России в связи со спадом производства, объём которого в 1998 г. составил менее половины от уровня 1990 г. и до сих пор не восстановился, добыча энергоресурсов и выработка электроэнергии снизилась до 70% от уровня 1990 г.

Потребление электроэнергии в коммунально-бытовом секторе не только не сократилось, но и несколько возросло. В тоже время энергоёмкость экономики в России возросла на 22% и стала в 2,5-3 раза выше, чем в индустриально развитых странах. На единицу промышленной продукции в России затрачивается в 3 раза больше энергии, чем в странах западной Европы и в 2 раза больше, чем в США.

Энергоёмкость социальных расходов в различных странах (включая Россию) представлена в табл. 15.4.

Таблица 15.4

Энергоёмкость социальных расходов

Страна

Социальные расходы (капитал) на душу населения,

тыс. долл./чел. в год

ВВП на душу населения,

тыс. долл./чел. в год

Душевое энерго-потребление,

т условного топлива/чел. в год

Энергоёмкость социальных расходов,

т условного топлива/1 тыс. долл.

Франция

Израиль

Финляндия

США

Индия

Болгария

Россия

7,6

3,0

5,0

3,0

0,06

0,5

0,3

21,6

12,7

23,7

22,6

0,6

2,0

4,0

6,4

4,4

8,9

12,4

0,25

3,9

6,2

0,84

1,46

1,78

4,13

4,17

7,80

20,70

Всё это свидетельствует о нашем крайнем энергорасточительстве. А по имеющимся оценкам затраты на энергосберегающие мероприятия в 1,5-3 раза ниже, чем на развитие, например, газодобывающих и транспортных мощностей, не считая экологического эффекта. Потенциал только газосбережения оценивается примерно в ¼ часть от всего объёма расходуемого в России газа.

Повышение эффективности использования энергии, наряду с использованием альтернативных источников энергии, получило бурное развитие в индустриально развитых странах. Повышение эффективности использования энергии означает производство тех же самых энергетических услуг, включая освещение, обогрев и охлаждение помещений, пассажирские и грузовые перевозки, водоснабжение, работу различных двигателей, но с гораздо меньшими затратами. Оно обеспечивает такой же или более высокий уровень жизни с меньшими издержками. Одновременно снижается уровень загрязнения окружающей среды. Повышение эффективности использования энергии невозможно без анализа процессов трансформации энергии.

Действие ионизирующих излучений на вещество проявляется в ионизации атомов и молекул, входящих в сослав вещества.

Основные дозовые пределы внешнего и внутреннего облучения , мЗв/юд (бэр/год).

Специальные меры защиты следует предпринимать, когда мощность дозы на расстоянии 0,1 м от источника превышает 10-3 мЗв/ч (0,1 бэ.

Увеличение радиационной активности продуктов деления урана при работе реактора можно иллюстрировать следующим примером.

Потенциальные аварийные ситуации на АЭС. Последствия радиационной аварии

При оценке доз облучения населения в результате аварии на АЭС различают три типа воздействия:1) острое внешнее a- и g-облучение за счет проходящего облака летучих радионуклидов (минуты, часы после выброса);2) острое и подострое внутреннее облучение вследствие радиоактивных выпадений из облака и потребления воды, молока, свежих овощей и другой пищи из загрязненного района (дни, недели после аварии);3) хроническое облучение в результате потребления зерновых и корнеплодов, загрязненных долгоживущими радионуклидами (месяцы, годы после аварии).

Возникающая при этом упругая волна может быть с помощью пьезопреобразователей превращена в электрические сигналы, несущие объективную информацию о дефекте и степени его развития.

Экологические проблемы энергетики