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

Изменение климата и Киотский протокол

Климат меняется на наших глазах. Особенно резко это сказывается в Северном полушарии, где наблюдается активное таяние ледников, даже в Северном ледовитом океане. Изменение среднегодовой температуры (аномалии) приземного воздуха с 1886 по 2007 гг. в РФ представлено на рис. 15.16. Аномалии рассчитаны как отклонения от среднего за 1961-1990гг. Кривая линия соответствует 11-летнему скользящему осреднению. Прямой линией показан линейный тренд за 1976-2007гг.


 

Рис. 15.16. Аномалия среднегодовой (январь-декабрь) температуры приземного воздуха (0С), осредненные по территории РФ, 1886-2007гг.

Такие же изменения наблюдаются и в других регионах, что побудило мировое сообщество в 1992г. принять Рамочную Конвенцию об изменении климата, вступившую в силу в 1994г. (после ратификации большинством ее подписавших стран, в том числе и РФ).

На Третьей конференции об изменении климата в 1997 г. в Киото (древняя столица Японии) был принят заключительный протокол, который предусматривает общее сокращение выбросов «парниковых» газов в атмосферу на 5,2%. В соответствии с Киотским протоколом к 2008-2012 гг. страны Европейского союза сокращают выбросы «парниковых» газов на 8%, США на 7% (подписав соглашение они отказались его ратифицировать) и Япония на 6% от уровня 1990 г. Установлены потолки и для других промышленно развитых государств. Нам (РФ) разрешено к 2012 г. сохранить выбросы на уровне 1990 г. Россия ратифицировала конвенцию в 2004 г. и с этого времени она заработала. За превышение выбросов сверх разрешённых установлены санкции. Неиспользованные квоты выбросов можно продать.

 Особенность Киотского протокола и его значение в том, что он впервые предложил экономические механизмы по энергоэффективности и энергосбережению, и стимулировал разработку альтернативных методов получения энергии.

Для расчёта эмиссии углекислого газа были обоснованы и приняты национальные коэффициенты эмиссии, для РФ они представлены в табл. 15.10.

Таблица 15.10

Коэффициенты эмиссии СО2 для РФ

Вид топлива

Коэффициенты эмиссии

т СО2/т у.т.

т С/ТДж

Твёрдое топливо

Газообразное топливо

Мазут

2,76

1,62

2,28

25,68

15,07

21,22

Указанные в табл. 15.10 значения коэффициента эмиссии для твёрдого топлива получены с учётом структуры топливного ба­ланса отрасли и средних характеристик наиболее значимых видов топлива, данных по неполному сгоранию для различных видов угля при сжигании в котельных установках различной мощности, в том числе и в котлах малой производительности. Эти данные охватывают весь диапазон используемого в России котельного оборудования, поэтому приведенные коэффициенты должны быть рекомендованы для использования во всех отраслях промышлен­ности для расчёта эмиссии от установок, сжигающих органичес­кое топливо.

Ниже представлены данные по эмиссии СО2 от ТЭС РАО «ЕЭС России» (млн. т): 1990 г. – 708,5; 1994 г. – 542,5; 1997 г. – 493,0; 1998 г. – 486,5.

Вопрос о решающем влиянии «парниковых газов» на изменение климата является спорным. На чём собственно базируется Киотский протокол. Анализ данных изменения концентрации CO2 , CH4 , N2O и температуры за последние 650 тыс. лет (рис.15.17 - 15.19 ) показал, что они изменялись в широких пределах периодически под влиянием природных (космических) причин поскольку менялась орбита Земли и наклон её оси вращения, а следовательно, и количество энергии поступающей на Землю от Солнца. К тому же было отмечено, что повышению концентрации «парниковых газов» часто предшествовало повышение температуры, а не наоборот. И это находит логичное объяснение в выделении газов при повышении температуры океана – главного резерва этих газов. Значительное изменение температуры происходило при извержении вулканов (рис. 15.20 ). Каждое извержение сопровождалось выбросом большого количества аэрозольных частиц в стратосферу, что приводило к охлаждению Землю на 1-3 года, но потом потепление возвращалось.

 Поэтому, основная причина изменения климата – природная (космическая). Антропогенное влияние на климат оценивается примерно в 10%.

А какова основная польза от Киотского протокола? Прежде всего он стимулирует энергосбережение, а уменьшение выбросов «парниковых газов» сокращает выбросы и других, токсичных загрязнителей атмосферы, что безусловно идёт на пользу людям (сохраняет здоровье!).

IPCC-4AR-500thYears-T-Co2-CH4
 


Последние пять тепловых межледниковых периодов показаны серыми полосами. Изменение температуры представлено по косвенным данным через концентрацию дейтерия. Изменение с – 440 до – 400 ‰ соответствует радиационному прогреву атмосферы на 3 Вт/м2, или примерно на 100С.

Рис. 15.18. Динамика изменения содержания СО2 и СН4 за последние 400 тыс. лет

Рис. 15.19. Динамика изменения уровня океана и температуры за последние 400 тыс. лет

 


Рис. 15.20. Рост температуры приземного слоя атмосферы Земли в 1900 – 2005гг.

В декабре 2009 г. в Копенгагене состоялась 15-я конференция стран-участниц Рамочной конвенции ООН об изменении климата, на которой планировалось выработать новое международное соглашение о сокращении выбросов парниковых газов на пост Киотский период (2012-2020 гг.).

Конференция закончилась провалом в связи с непримиримими позициями развивающихся стран (Китай, Индия, ЮАР и Бразилия) и развитыми (США, Евросоюз, Канада и др.). Развитые страны хотели навязать развивающимся непосильное для них бремя борьбы с выбросами парниковых газов, что значительно бы замедлило их экономический рост, на что они резонно ответили, поскольку современная ситуация сложилась по вине развитых стран им и  брать основное бремя расходов на себя.

 По мнению академика Н.П. Лавёрова: «Лицами, которые выступают с негативными прогнозами (катострофических последствий глобального потепления от выбросов парниковых газов) движут коммерческие и политические интересы».

На конец 2009г. мировые выбросы СО2 распределялись следующим образом, в %: Китай - 24,США - 21, ЕС – 12, Индия и Россия – 6.

В ходе дискуссий на конференции страны высказали свои намерения снизить выбросы, по сравнению с 1990г., в %: Евросоюз – на 20 (к этому времени Евросоюз планирует снизить потребление углеводородов на 20% за счёт энергосбережения и 20% - за счёт перехода на альтернативные источники энергии, то есть выбросы СО2 снижаются автоматически ), Япония - на 17, Австралия – на 5. США брали обязательство снизить выбросы на 17%, но по отношению к 2005г. (по отношению 1990г. это всего 2-3%). А вот к 2050г. они обещают снизить выбросы парниковых газов более чем на 80% (!) ( к этому времени администрация в США сменится несколько раз). Китай так же предложил снизить выбросы на 40-45%, но тоже по сравнению с 2005г.

Россия предложила снизить выбросы СО2 на 25%, но в связи с развалом экономики они и так уменьшились по сравнению с 1990г. на 38% (то есть, мы предложили не уменьшение выбросов, а их увеличение на 13%).

Провалу Копенгагенского саммита способствовало и опубликование в СМИ секретной переписки климатологов США и Великобритании, из которой становится ясно, что температура на Земле не возрастает, а наоборот понижается и эти данные сознательно искажались в пользу концепции всеобщего потепления по вине парниковых газов.

Ну и серьёзным фактором является мнение наших и многих зарубежных климатологов, что доля влияния человека на климатические изменения остаётся трудноопределяемой и неясной. Значительная часть климатических изменений связана с глобальными долгосрочными трендами, и, чтобы мы ни сделали, скорее всего какие-то изменения будут продолжаться в силу естественных причин. Между прочим, концентрация СО2 в атмосфере Марса превышает 95%, однако Красная планета намного холоднее Земли.

Введение в экологию энергетики Сущность экологического аспекта в энергетике.

Под интенсивностью понимают величину нарушения или загрязнения окружающей среды в единицу времени.

Человек, рис.2, направляет свои усилия на природу, чтобы получить ископаемые, которые являются сырьем для его деятельности.

Таким образом рассмотрена экологическая сторона развития энергетики, да и цивилизации в целом.

Учитывая огромный ущерб, причиняемый как окружающей среде, так и человеку, санитарным законодательством промышленно развитых стран установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) веществ, загрязняющих воздух, водоемы и почву.

Влияние загрязнений атмосферного воздуха на состояние здоровья человека.

Техногенное воздействие ТЦ (или технологических процессов вообще, в самом широком смысле слова) на окружающую среду – это форма взаимосвязи технологических и природных ресурсов, т.е. такой процесс обмена продуктами комплексной жизнедеятельности человека (веществом и энергией) с природными компонентами, при котором происходят качественные и количественные изменения компонентов природной среды.

Экологические проблемы энергетики