Екологічні аспекти нетрадиційної енергетики

Розширення використання НВІЕ багато в чому зв'язується з надіями на одержання екологічно більш безпечних джерел енергії. Тому в початковій стадії розвитку цих джерел енергії необхідно з можливо більшою повнотою виявити реальний ступінь їх впливу на навколишнє природне середовище. Це дозволить уникнути помилок, допущених при освоєнні традиційних джерел енергії, коли спочатку були створені технологічні принципи і конструкції енергоустановок, і лише потім, у процесі експлуатації, почалися пошуки шляхів придушення негативних екологічних впливів.«Далі наведені найбільш характерні впливи на навколишнє природне середовище, що виникає при використанні НВИЕ.

Сонячна енергія. Низькотемпературні сонячні системи тепло- і водопостачання є найпоширенішими в даний період як в індустріально розвинених, так і в країнах, що розвивати. Середньо- і високотемпературні сонячні установки поки ще перебувають у стадії інтенсивної розробки. У світі створено кілька сонячних електричних станцій (СЕС) з використанням розосереджених параболічних систем концентраторів (загальною потужністю ~ 400 Мвт). Досвід їх експлуатації, зокрема, показав, що основним екологічним фактором для СЕС по термодинамічному циклу перетворення енергії є блокування встаткуванням значних земельних територій. Так, середня потенційна можливість СЕС даного циклу оцінюється в 30-40 Мвт із один км2. Потенційні можливості одержання граничної потужності фотоперетворювачів в 45-60 Мвт із 1км2 (при них КПД до 15%) і 60-100 Мвт (при КПД фотоперетворювачів - до 25%). Розраховуючи на 1 Мвт одержуваній потужності СЕС на фотоперетворювачах удвічі економічне використовують території, чому СЕС, виконані по термодинамічному циклу із центральними приймачами.

Крім потреби в порівняно більших площах, створення СЕС зв'язане, хоча це може здатися на перший погляд дивним, з досить небезпечним забрудненням водного і почасти повітряного басейну, яке може відбуватися в процесі виготовлення геліоелементів. Для теплових СЕС використовуються більші поверхні дзеркал, що виготовляються із застосуванням з'єднань ртуті. У виробництві фотоперетворювачів використовуються з'єднання миш'яку, селен, сурми, кадмію і інших токсичних хімічних елементів. Для витягу їх зі стічних вод і викидів в атмосферу застосовуються досить складні і дорогі методи очищення.

Вітроенергетика. Практичне використання найрізноманітніших джерел енергії вітру одержало в багатьох країнах широке поширення. У США експлуатується кілька десятків тисяч вітродвигунів. Істотними встановленими потужностями розташовують країни Західної Європи: Великобританія - близько 500 Мвт, Німеччина - 100 Мвт, Данія - більш 100 Мвт, Нідерланди - 140 Мвт, Швеція - 10 Мвт і т.д.

Досвід експлуатації вітроенергостанцій (ВЕС) показав, що економічно переважніше використовувати станції потужністю від 100 до 350 кВт.

Основні фактори впливу вітроенергетики на навколишнє природне середовище - це блокування земельних територій, шумові ефекти, висока металоємність вітроустановок, загибель перелітних птахів під ударами пропелерів. Максимальна потужність, яка може бути отримано з 1 км2 площі, коливається в широких межах залежно від району розміщення, типу і технологічних особливостей конструкції станції. Середнє значення становить 10 Мвт/км2. Шумовий ефект у безпосередній близькості від ВЕС залежно від її потужності може досягати 50-80 дб. Гранична витривалість людського вуха, прийнята на основі болючих відчуттів, рівна 180 дб. Особливо високі шумові впливи виникають при експлуатації установок потужністю більш 250 кВт, коли на кінцях лопаток вітроколіс великого діаметра швидкості потоку повітря досягають надзвукових. При цьому виникає інфразвуковий ефект, що негативно впливає на людину і на інші біологічні суб'єкти.

Істотну роль відіграє показник витрат металу на одиницю потужності. Залежно від рівня потужності цей показник для ВЕС орієнтовно міняється в діапазоні 50-70 кг/кВт. У цей час є тенденція заміни елементів металевих конструкцій, у першу чергу лопатки вітроколіс, на склопластикові. Отже, необхідний екологічний аналіз наслідків хімічних виробництв, пов'язаних зі створенням даних конструкційних матеріалів.

По оцінках Всесвітнього конгресу Міжнародного суспільства по сонячній енергії в Денвері (США), якщо брати до уваги екологічні фактори, те СЕС і ВЕС уже сьогодні більш економічні, чому ТЕС і АЕС.

Геотермальна енергія. Використання енергії високопотенціальних геотермальних джерел здавна залучало людство. До теперішнього часу зложився наступний розподіл установлених потужностей геотермальних теплоелектростанцій (Геотес) в індустріально розвинених країнах світу: 70% - у США; 28% - в Італії, Новій Зеландії і Японії;, що залишилися 2% припадають на Грецію, Ісландію, Португалію, Росію і Францію.

Екологічний вплив Геотес і геотермальних технологічних установок на навколишнє середовище зводиться: до впливу мінералізованих геотермальних вод і пари; до опускання земної поверхні (іноді значному по розмірах), що перебуває над розроблювальним геотермальним шаром; до підвищеного (у порівнянні з ТЕС рівної потужності) тепловому впливу Геотес на навколишнє середовище. У складі виведених на поверхню вод перебувають: нітрити, хлориди і сульфіди деяких металів; небезпечні хімічні елементи (бор, миш'як); сірководень (нешкідливий - у невеликих кількостях, токсичний - з ростом концентрації). При відсутності зворотного накачування в шар виникає небезпеку засолення водних об'єктів і ґрунтів у районі використання геотермальних вод і падіння пластового тиску. Зміна тиску в шарі в процесі тривалої експлуатації шпар впливає на рівень підземних вод у цьому районі і може виявити негативний вплив на роботу артезіанських шпар і водопостачання.

Енергія біомаси. Особливе значення джерела енергії даного типу мають для країн, що розвивати. В енергобалансі країн Африки вони становлять у середньому 60%, Латинської Америки - до 30%, азіатських країн - до 40%, деяких країн Європи, Близького Сходу і Північної Африки - до 10% загального енергоспоживання. Однак і індустріально розвинені країни стимулюють розвиток даного напрямку нетрадиційної енергетики. США, Данія і Швеція довели виробництво енергії біомаси до 400 Мвт. Значний розвиток одержала переробка біомаси, заснована на процесах газифікації, піроліза і одержання рідких палив. Наприклад, у Бразилії, починаючи з 1980 року, виробництво етанола досяглося 10 млн л у рік. У ряді країн (Зімбабве, Кенія, Малі) етанол покриває від 3 до 15% споживання всього побутового палива.

У результаті процесу біологічної ферментації при переробці біомаси в етанол утворюються побічні продукти, у тому числі промивні води і залишки перегонки. Останні є серйозним джерелом забруднення навколишнього середовища. Їхня маса в кілька раз (до 10) перевищує масу виробленого продукту - етилового спирту. Становлять інтерес технології, які дозволяють у процесі очищення цих відходів одержувати речовини, використовувані в хімічній промисловості, а також у якості добрив.

Утилізація органічних відходів має, насамперед, екологічну спрямованість і відіграє навіть більшу роль, чому енергетичний ефект на основі використання цього виду сировинних ресурсів. Особливо ефективна вона в регіонах з вологим теплим кліматом і у великих містах.

Міні- і микрогес. Установлене, що на основі цих установок можливо економічно рентабельне виробництво електроенергії на рівні 6,5% існуючого потенціалу гідроресурсів.

Дані установки мінімально впливають на навколишнє природне середовище, тому що не вимагають будівництва гребель, водоймищ, берегових споруджень. За останні роки досягнуті серйозні успіхи в цьому напрямку, особливо в Індії і Китаї.

Що випускаються в Харкову і Сизрані (Росія) микрогес відповідають сучасним науково-технічним і екологічним вимогам. Попит на них існує як в Україні, Росії, так і за рубежем (Індія, Китай, Південна Америка).

Поиск по сайту: