Основи екології та охорона навколишнього природного середовища

Нині ці граничні умови залишаються поки щто невизначеними, а екологічна криза розростається надзвичайно високими темпами, прямо пропорційно зростанню потреб людського суспільства. З метою її подолання в нашій країні, як і в багатьох інших, розрахунок ГДЕН у сучасних умовах здійснюють на основі ГДК забруднювальних речовин в природному середовищі після розрахунку і встановлення для суб'єктів господарської діяльності гранично допустимих викидів в атмосферу, гранично допустимих скидів у водойми та нормовані кількості відходів для захоронення. Критерієм визначення ГДВ і ГДС є ГДК забруднювальних речовин, тобто концентрація розсіюваних відходів антропогенних ресурсних циклів у воді, повітрі, грунті не повинна перевищувати санітарні норми (ГДК).

Проте наскільки ці нормативи зможуть забезпечити непорушне функціонування окремих екосистем та біосфери загалом, нині впевнено прогнозувати неможливо, тому що в основу визначення величини ГДК покладають лабораторні дослідження, які проводять на окремих видах тварин і для окремих полютантів. У результаті антропогенної діяльності у середовище надходить величезна кількість забруднювальних речовин, що виявляють свій вплив не тільки на окремих тварин, а й на всі біоценози навколишнього природного середовища. Останні тісно пов'язані між сообою, складаючи трофічні ланцюги. Шкідлива дія одних полютантів накладається на шкідливу дію інших, у результаті чого сумарний ефект може значно збільшуватися. Деякі шкідливі полютанти мають кумулятивний характер, коли при постійній дії невелиуких доз їх негативний вплив на здоровя людей поступово збільшується і врешті решт призводить до різних захворювань. У трофічному ланцюзі полютанти переходять від однієї ланки до іншої, в результаті чого відбувається значне їх некопичення і збільшення концентрації цих полютантів на вершині екологічної піраміди, де знаходиться людина.

Отже, поки що цей шлях нормування і встановлення гранично допустимих екологічних навантажень на екологічну систему є недосконалим. Проте він наближає нас до встановлення науково обгрунтованих ГДЕН, критерієм визначення яких буде порушення динамічної природної рівноваги, яка складалася в окремих екосистемах та біосфері загалом. Еколого-економічне господарювання в умовах природної рівноваги потребує від суспільства контролю за його розвитком. При цому екологічне навантаження на екосистеми внаслідок антропогенної діяльності не повинно перевершувати їх регенераційної здатності, тобто величина екологічного навантаження не повинна перевищувати рівня науково обґрунтованого ГДЕН в умовах динамічної природної рівноваги.

Таким чином, раціональне природокористування повинно визначатися умовами збалансованої взаємодії людського суспільства з усіма природними біоценозами біосфери.

2. Еколого-економічні засади раціонального природокористування

Сучасна оцінка технологій ґрунтується на основі еколого-економічного принипу господарювання, за якого поряд з порівнянням зведених витрат на виробництво тієї чи іншої продукції враховують також величину збитків, заподіяних забрудненням навколишнього природного середовища W, і включенням їх до загальних зведених витрат. Тоді порівняльна нерівність має вигляд (Зі + W + Зп) ? 0. з цієї нерівності випливає, що в деяких випадках високо вартісний технологічний процес може бути ефективнішим порівняно з процесом, який спричинює значне забруднення довкілля.

Ефективність проектованої технології істотно залежить від величини збитків, заподіяних навколишнього середовищу. Екологічні збитки - це зменшення корисності довкілля в результаті його антропогенної трансформації (насамперед забруднення). Тому технічну досконалість тієї чи іншої технології вирішують порівнянням витрат сировини й енергії, допоміжних матеріалів, капітальних вкладень на здійснення технологій з обов'язковим урахуванням природоохоронних витрат на запобігання забрудненню навколишнього природного середовища, а також величини трудових затрат на здійснення цієї технології.

Шкода, заподіяна забрудненням довкілля, може бути економічною, соціальною і моральною. Економічна шкода - це зменшення врожайності сільськогосподарських культур, біопродуктивності лісів та інших біоценозів, зменшення тривалості експлуатації обладнання внаслідок корозії, руйнування будівель тощо. Соціальна шкода - це підвищення захворюваності населення та втрати рекреаційних ресурсів. Моральна шкода - це підвищення плинності кадрів та втрата престижності деяких професій унаслідок погіршення санітарно-гігієнічних умов праці й проживання в певному регіоні. Погіршення якості навколишнього середовища можде спричинити міграцію населення з цієї місцевості.

Щоб прийняти вірне альтернативне рішення, обґрунтоване з еколого-економічних позицій, потрібно оцінити величину витрат альтернативних технологій, у тому числі існуючих й прогнозовані збітки від шкоди, заподіяної довкіллю внаслідок використання цих технологій. При цьому потрібний певний компроміс якщо до необхідності впровадження певного виробництва, так і зменшення шкоди довкіллю, якої завдає його функціонування. Суспільство однаково зацікавлене як в тому, щоб не завдавати шкоду природі,так і в уникненні зайвих витрат на її збереження. В цьому разі витрати на природоохоронні заходи мають бути такими, щоб забезпечити санітарні норми вмісту забруднювальних речовин у навколишньому природному середовищі. До природоохоронних затрат входять заходи, що запобігають забруденню навколишнього природного середовища.

Економічним оптимумом якості природного середовища вважають рівень екологічних порушень, який відповідає мінімуму сумарних природних затрат при забезпеченні встановлених норм забруднювальних речовин у природному середовищі. Цей мінімум доягається в тому разі, коли обрана система природоохоронних заходів забезпечує максимум перевищення відвернутих економічних збитків над потрібними природоохоронними витратами. Відвернутий економічний збиток Вз дорівнює різниці між розрахунковими величинами збитку до здійснення природоохоронних заходів Wпоч. і залишкового збитку після здійснення цих заходів Wзал.:

Вз = Wпоч. - Wзал.

Усі природоохоронні заходи поєднують у три групи. До першої відносять одноцільові заходи, спрямовані на зменшення забруднень навколишнього природного середовища: впровадження досконаліших технологій, газо- і водоочищення, зменшення відходів виробництва та розсіюваних відходів. До другої групи належать одноцільові ресурсозберігаючі технології, спрямовані на зменшення витрат сировини, палива та енергії. Третя група складається з багатоцільових заходів, що сприяють зменшенню розсіюваних відходів виробництва та ресурсозбереження.

Оцінку економічної ефективності природоохоронних заходів здійснюють на тій самі методичній основі, що й аналіз ефективності нової техніки та капітальних вкладень. Специфічною особливістю розрахунків є необхідність урахування економічного збитку, спричинюваного забрудненням довкілля.

Економічні обґрунтування природоохоронних заходів у проектованому виробництві здійснюють зіставленням економічних результатів із затратами на їх реалізацію за допомогою показників загальної та порівняльної економічної ефективності природоохоронних затрат і чистого економічного ефекту природоохоронних задодів.

Чистий економічний ефект Еф природоохоронних заходів визначають зіставленням досягнутого завдяки цим заходам економічного результату Р із затратами на них З: Еф = Р - З.

До найважливіших проблем економіки природокористування належить об'єктивна оцінка природних ресурсів (грошове вираження їхньої народногосподарської цінності.

Оцінка ресурсів може бути індивідуальною та комплексною.

Виконання екологічних регіональних (міжнародних) і національних законів перевіряють за допомогою системи екологічного контролю, яка постійно дає інформацію про стан екосистем і здоровя людей в тому чи іншому регіоні планети пбо в окремій державі. В систему екологічного контролю входять різні види екологічного моніторингу, екологічна паспортизація об'єктів людської діяльності та екологічна експертиза.

Екологічний паспорт - це комплексний документ, що містить характеристику взаємовідносин будь-якого об'єкта з навколишнім природним середовищем на основі якого визначається вплив об'єкта людської діяльності на довкілля з метою контролю й мінімізації цього впливу.

Екологічні ліцензії - це цінні папери, що дають право на викиди конкретного забрудника на конкретний проміжок часу й у конкретних обсягах. Ці права можуть продаватися державою підприємствам і одним підприємством іншому. Ціна екологічної ліцензії залежить від часу доби, сезону, ситуації в регіоні.

Інженерно-екологічна експертиза - це оцінка впливів на довкілля та здоровя людей усіх видів господарської діяльності та відповідності цієї діяльності чинни нормам і законам з охорони навколишнього природного середовища, вимогам екологічної безпеки суспільства. Вона дозволяє виявити найбільш ймовірні екологічні наслідки будівництва, функціонування та розширення підприємства порівняно з бажаним, допустимим станом природного й оточуючого людлину середовища. Основне завдання експертизи - сприяти дотриманню природоохоронних законів та оцінювати рішення щродо підтримання й відновлення довкілля.

Екологічний імператив - завернена до людства вимога (подібно до закону моральної категорії) обмежити і зупинити згубне для природи господарювання і в своїй діяльності спів вимірювати антропогенний тиск на довкілля з екологічною вистривалістю біосфери.

3. Правова система управління

Екологічна безпека довкілля забезпечується організаційними, правовими, економічними та соціальними заходами. Основою організаційного управління екологічною безпекою довкілля є надійний правовий механізм, який має забезпечити реалізацію науково обґрунтованих принципів охорони навколишнього природного середовища, раціонального використання природних ресурсів та екологічну безпеку людського суспільства зокрема і біосфери загалом.

Основні напрями державної політики в сфері охорони довкілля втілюються за допомогою екологічного права. Екологічне право - це порівняно молода, але дуже важлива галузь юриспруденції, що розвивається, покликана законодавчо забезпечити права людини на здорове середовище проживання та раціональне природокористування. Основним законодавчим актом у галузі охорони природи в нашій державі нині є Закон України «Про навколишнє природне середовище», затверджений Верховною Радою 1 липня 1991 р. Закон складається з 14 розділів, у яких викладено загальні положення, екологічні права та обов'язки громадян, функції рад народних депутатів, а такожє повноваження органів управління у сфері охорони природи, висвітлено питання спостереження, прогнозування, обліку, інформації в галузі охорони довкілля, екологічної експертизи, контролю і нагляду, регулювання використання природних ресурсів, економічних механізмів забезпечення охорони природи. Наведено також положення про заходи, пов'язані з екологічною безпекою, надзвичайними екологічними ситуаціями, про відповідальність за порушення природоохоронного законодавства та про міжнародні зносини України у сфері охорони довкілля.

У Законі встановлені принципи охорони навколишнього природного середовища:

· пріоритетність вимог екологічної безпеки;

· гарантування екологічно безпечного середовища для життя та здоровя людей;

· екологізація матеріального виробництва;

· науково обґрунтоване узгодження екологічних, економічних та соціальних інтересів суспільства;

· збереження просторової та видової різноманітності й цілісності природних об'єктів і комплексів;

· гласність і демократизм при прийнятті рішень, реалізація яких вливає на стан навколишнього природного середовища, формування у населення екологічного світогляду;

· науково обґрунтоване нормування впливу господарської та іншої діяльності на навколишнє середовище;

· стягнення плати за спеціальне використання природних ресурсів, за забруднення навколишнього природного середовища та зниження якості природних ресурсів;

· вирішення проблем охорони навколишнього природного середовища на основі широкого міжнародного співробітництва.

Закон закріплює права та обов'язки громадян України.

Право на:

· безпечне для життя і здоровя навколишнє природне середовище;

· участь в обговоренні проектів законодавчих актів, матеріалів щодо розміщення та реконструкції об'єктів, які можуть негативно вплинути на стан навколишнього природного середовища;

· участь у проведенні громадської екологічної експертизи;

· одержання повної і достовірної інформації про стан навколишнього приодного середовища та його вплив на здоровя населення;

· право на подання до суду позовів на державні органи, підприємства, установи, організації і громадян про відшкодування збитків, заподіяних їхньому здоровю та майну внаслідок негативного впливу на навколишнє природне середовище.

Громадяни України зобов'язані:

· берегти природу, охороняти, раціонально використовувати її багатства, здійснювати діяльність із додержанням вимог екологічної безпеки, екологічних нормативів;

· на порушувати екологічні права та законні інтереси інших суб'єктів;

· вносити плату за спеціальне природокористування;

· компенсувати шкоду, заподіяну забрудненнями та іншим негативним впливом на навколишнє природне середовище.

Питання для самоконтролю

1. Що вивчає економіка природокористування?

2. Дайте визначення раціонального і нераціонального природокористування.

3. Визначте поняття «екологічна ліцензія», «екологічні збитки».

4. Чим регулюються суспільні відносини між людьми та природою в державі?

5. Що таке екологічна експертиза і які її основні функції?

6. Що таке екологічний паспорт підприємства і для чого його запроваджують?

7. У чому полягають основні права та обов'язки громадян України щодо охорони навколишнього природного середовища?

Енергетика й екологія

План

1. Традиційні джерела енергії

2. Порівняльна характеристика екологічного впливу ТЕС, ГЕС, АЕС

3. Альтернативні джерела енергії

4. Заходи по енергозбереженню

Погіршення стану більшості екосистем біосфери , істотне зменшення біопродуктивності й біорізноманітності, катастрофічне виснаження ґрунтів і мінеральних ресурсів за небаченої забрудненості поверхні Землі, гідросфери і атмосфери пов'язане з інтенсивним зростанням чисельності населення на планеті та розвитком науково-технічного прогресу. Саме необхідність задоволення дедалі більших потреб людства призвела до гігантського розширення масштабів господарської діяльності, змін у пропорціях світового господарства, у виробничих потужностях, техніці, технологіях, асортименті продукції, виробничому й особистому споживанні. Моделі виробництва і споживання у світі, що зараз склалися, перестали відповідати умовам нормального співіснування людини і природи. Особливо це стосується розвитку паливно енергетичного комплексу.

Після вивчення матеріалу теми Ви повинні знати:

· традиційні палива та традиційні джерела енергії;

· вплив на довкілля ТЕС,ГЕС,АЕС;

· альтернативні джерела енергії;

· джерела екологічної кризи та її вплив на біосферу.

1. Традиційні джерела енергії

Розвиток людської цивілізації базується на енергетиці. Від стану паливно-енергетичного комплексу залежать темпи науково-технічного прогресу й виробництва, а, отже, й життєвий рівень людей. Темпи зростання виробництва енергії у світі сьогодні є вищими за темпи приросту населення, що зумовлюється індустріалізацією, збільшенням енерговитрат на одиницю продукції в сільському господарстві, гірничорудній промисловості, металургії тощо.

Джерела енергії, які використовує людство, поділяються на відновлювані - енергія Сонцю, вітру, морських припливів, гідроенергію річок, внутрішнього тепла Землі, й не відновлювані - викопне мінеральне паливо та ядерна енергія. Перші не порушують теплового балансу Землі, оскільки під час їх використання відбувається лише перетворення одних видів енергії на інші. Зате використання других спричинює додаткове нагрівання атмосфери і гідросфери. Це небезпечно, бо може призвести до зміни рівня води у Світовому океані, що, своєю чергою, змінить співвідношення площі суші й водного дзеркала, вплине на клімат Землі, на тваринний і рослинний світ.

Отже, є теплова межа, яку людство не повинне переступати, інакше це матиме для нього катастрофічні наслідки. За розрахунками вчених, небезпечні межі буде досягнуто в разі використання не відновлюваних джерел енергії в кількості, яка перевищить 0,1% потужності потоку сонячної енергії, що надходить на Землю, тобто більш як 100 млрд. кВт. Сьогодні на базі не відновлюваних джерел виробляється енергії в 10 разів менше за гранично допустиму кількість. Якщо темпи зростання виробництва енергії залишаться такими самими, то теплової межі буде досягнуто приблизно в середині ХХ1 століття. А людство продовжує нарощувати темпи. Нині 70% усієї енергії воно отримує за рахунок спалювання нафти й газу, плюс 7% - за рахунок роботи АЕС.

Необхідно наголосити, що спалювання мінеральної сировини - вкрай нераціональний спосіб використання природних ресурсів. Нафта, наприклад, дуже цінна сировина для хімічного синтезу. Крім вуглеводневого палива й урану в природі є ще одне не відновлюване джерело енергії. Це дейтерій, або важкий водень - потенційне паливо для термоядерних електростанцій майбутнього. Запаси його у Світовому океані оцінюються в 1900 умовних одиниць палива.

Запаси відновлюваних джерел становлять: вітру - 0,4 у.о.п., морських припливів і хвиль - 0,2-0,3 у.о.п., внутрішнього тепла Землі - 0,2 у.о.п., сонячного випромінювання - 2000 у.о.п.

Паливна проблема - одна з найзлободенніших для нашої країни. За даними вчених, Україна забезпечена власним вугіллям на 95%, нафтою - на 8%, природним газом - на 22%.

2. Порівняльна характеристика екологічного впливу ТЕС, ГЕС, АЕС

Виробництво електроенергії в Україні забезпечується на 46,9% АЕС, на 11,2% - ГЕС; на 39,1% - ТЕС.

Вплив на довкілля ТЕС. Виробництво енергії на ТЕС супроводжується виділенням великої кількості теплоти, тому такі станції, як правило, будуються поблизу міст і промислових центрів та використання (утилізації) цієї теплоти. Зважаючи на обмеженість світових запасів мінерального палива, вчені й технологи продовжують працювати над поліпшенням параметрів енергоблоків, підвищенням їхніх коефіцієнтів корисної дії (ККД), що забезпечує ощадливе витрачання палива. Подальше зростання потужності блоків можливе в разі запровадження так званих кріогенних генераторів, які охолоджуються зрідженим гелієм.

Спалювання мінерального палива супроводжується сильними забрудненнями довкілля. Розглянемо головні з них.

Забруднення атмосфери газовими й пиловими викидами. Під час спалювання вуглеводневого палива в топках ТЕС, а також у двигунах внутрішнього згорання виділяється вуглекислий газ, концентрація якого в атмосфері збільшується приблизно на 0,25% за рік.

Це спричинює розігрівання атмосфери за рахунок парникового ефекту. З труб ТЕС і вихлопних труб автомобілів у атмосферу викидаються також оксиди сірки й азоту, внаслідок чого випадають кислотні дощі. Атмосфера забруднюється й дрібними твердими частинками золи, шлаку, не повністю згорілого палива (сажа).

Радіоактивне забруднення. У викопному вугілля й пустих породах містяться домішки природних радіоактивних елементів. Після спалювання вугілля ці елементи концентруються в частинках золи, яка виявляється більш радіоактивною, ніж вугілля й пусті породи. Таким чином відбувається радіоактивне забруднення атмосфери й земної поверхні.

Забруднення земної поверхні відвалами шлаків і кар'єрами. Після спалювання в токах ТЕС вугілля залишається багато твердих відходів (шлаку, золи). Вони забирають великі площі землі, забруднюють підземні і поверхневі води шкідливими речовинами. Ще більші ділянки землі порушуються величезними вугільними кар'єрами. Так, шлакові відвали і терикони пустих порід займають велику площу, яка щороку збільшується.

Вплив на довкілля АЕС. У 26 країнах світу експлуатується 416 ядерних енергоблоків, які виробляють близько 16% всієї електроенергії.

Сьогодні доведено, що вартість „атомного” кіловата енергії втричі дорожча, ніж ”газового” й удвоє, ніж „вугільного”. Найголовніше ж полягає в тому, що атомна енергетика настільки згубно впливає на біосферу, а потенційна небезпека аварії на АЕС така велика, що обстоювати цей спосіб добування енергії недопустимо і аморально.

Паливно-енергетичний цикл АЕС передбачає видобування уранової руди й вилучення з неї урану, переробку цієї сировини на ядерне паливо (збагачення урану), використання палива в ядерних реакторах, хімічну регенерацію відпрацьованого палива, обробку й поховання радіоактивних відходів. Усі ці операції супроводжуються небезпечним радіоактивним забрудненням природного середовища.

Забруднення починається на стадії видобування сировини, кількість радіоактивних відходів зростає на стадії збагачення уранової руди, з якої виготовляють твели - спеціальні елементи, що виділяють тепло, котрі надходять потім на АЕС. Лише в США наприкінці минулого століття нагромадилося близько 12 тис. т таких відпрацьованих твелів, а на початку ХХ1 століття до них додалося ще 40 тис. т цього пекельного матеріалу.

Радіація має дуже негативну особливість: усе, що контактує з радіоактивною речовиною саме стає радіоактивним, а, отже, небезпечним. Сказане цілком стосується й самих АЕС. Через 25-30 років експлуатації все їхнє обладнання, апаратура, місткості, приміщення, транспортні засоби тощо, стають настільки радіоактивними, що їх необхідно демонтувати й поховати на сотню років. Для поховання лише одного реактора потрібно близько 40 га землі.

Досвід переконливо свідчить, що однією з основних проблем, пов'язаних з використанням атомної енергії, є поховання ядерних відходів. Ця проблема з часом стає гострішою й з регіональної переростає в глобальну.

АЕС виробляють сотні видів радіоактивних речовин, яких раніше не було в біосфері, й до яких живі істоти не пристосовані.

Нагромадження в природі невластивих для неї радіоактивних речовин украй шкідливо діє на біосферу.

До сказаного слід додати, що АЕС спричинюють також велике теплове забруднення, особливо гідросфери. Лише мала частина теплоти, що виділяється під час роботи реакторів, може бути утилізована й перетворена на електроенергію.

Термоядерна енергетика. У зв'язку з величезною потенціальною небезпекою АЕС для біосфери вчені та енергетики сьогодні покладають надії на інший спосіб добування енергії, а саме за допомогою термоядерних електростанцій (ТЯЕС). І хоча в світі поки що одна ТЯЕС, є переконання, що цей спосіб добування енергії стане основним у ХХ1 столітті.

На ТЯЕС енергія добуватиметься не за рахунок розщеплення ядер урану, а внаслідок злиття легких ядер ізотопів водню та утворення з них ядер гелію. Такі реакції живлять енергією Сонце й незлічену кількість інших зірок у Всесвіті.

Вплив на довкілля ГЕС. У наш час виробляють близько 20% електроенергії у світі. Порівняно з ТЕС і АЕС гідроелектростанції мають низку переваг:

· Вони зовсім не забруднюють атмосферу;

· Поліпшують умови роботи річкового транспорту;

· Працюючи в парі з ТЕС, беруть на себе навантаження під час максимального (пікового) споживання електроенергії;

· Агрегати ГЕС уводяться в дію дуже швидко, на відміну від агрегатів ТЕС.

Разом із цим ГЕС, особливо ті з них, що побудовані на рівнинних ріках, завдають шкоди довкіллю:

· Затоплення величезних площ родючих земель;

· У місцевостях, розташованих поблизу водосховищ, піднімається рівень ґрунтових вод, заболочується територія, виводяться із сівозмін великі площі землі;

· На водосховищах тривають обвали берегів, які на окремих ділянках відступили вже на сотні метрів.

Греблі перетворили Дніпро на низку застійних озер, що мають слабкий водообмін та погану самоочищуваність і стають уловлювачами промислових забруднень.

Дуже потерпають від гребель мешканці річок - планктон і риба. Риба не може проходити крізь греблі до місць своїх звичних нерестовищ, які до того ж стають непридатними для нересту через заглиблення. Багато риби і планктону гине в лопастях турбін. Водосховища, забруднені стоками, добривами, що змиваються з полів, улітку нерідко „цвітуть”, що спричинює масову загибель риби та інших мешканців водойм.

Тобто збитки і від ГЕС досить значні.

3. Альтернативні джерела енергії.

Це енергія вітру, морів та океанів, внутрішнього тепла Землі, Сонця.

Енергія вітру. Можливості використання енергії вітру в різних місцях Землі неоднакові. Для нормальної роботи вітроелектричних двигунів швидкість вітру в середньому в рік повинна бути не меншою ніж 4-5 м/сек.. В Україні до таких зон належать узбережжя Чорного моря, Карпати й південні степові райони.

Вітрові електростанції не забруднюють довкілля. Єдиний негативний фактор - низькочастотний шум (гудіння) під час роботи ВЕС та ще одиничні випадки загибелі птахів, які потрапляють у лопасті вітродвигунів.

Енергія морів та океанів. Світовий океан містить колосальні запаси енергії. По-перше, це енергія сонячного випромінювання, поглинута океанською водою, яка виявляється в енергії морських течій, хвиль, прибою, різниці температур різних шарів води. По-друге, це енергія тяжіння Місяця й Сонця, що спричинює морські припливи й відпливи. Використовується цей екологічно чистий потенціал ще дуже мало.

Енергія внутрішнього тепла Землі. З глибиною підвищується температура в земній корі. За оцінками геологів, до глибин 7-10 км загальна кількість теплоти в 5000 разів перевищує теплоємність усіх видів мінерального палива, що є на Землі. Най кращі результати досягаються в районах активної вулканічної діяльності, де близько до поверхні є термальні води. Крізь свердловини гаряча водяна пара надходить у турбіни, що виробляють електроенергію. Відпрацьована гаряча вода йде на обігрівання теплиць, житла тощо.

У разі споживання геотермальної енергії постає проблема відпрацьованих підземних вод. Вони сильно мінералізовані, їх не можна спускати у водостоки. Тому відпрацьовані води знову закачують у підземні горизонти для повторного використання. З деяких таких розсолів видобувають йод, бром, літій та деякі інші елементи.

Енергія Сонця. Сонце - найпотужніше джерело екологічно чистої енергії, і людство має зосередити свої зусилля на розробці методів її утилізації. Основна перешкода полягає в розсіяності сонячної енергії. Утилізація сонячної енергії стримується також високою собівартістю електроенергії.

Сонячну енергію можна застосовувати для добування електроенергії, побутового тепла, високотемпературного тепла в промисловості, на транспорті.

Для добування електроенергії від Сонця застосовується кілька методів, найперспективніший з яких полягає в безпосередньому перетворенні сонячного випромінювання на електрику за допомогою напівпровідникових фотоелектричних генераторів (сонячних панелей). Їх виготовляють з металів, оскільки останні є гарними провідниками тепла. Найчастіше з цією метою використовується мідь. На неї наносять покриття чоного металу, щоб панель краще поглинала сонячне світло. Сонячні панелі зазвичай закріпляють на дахах будинків і використовують для обігріву житла, приготування їжі, опріснення води тощо.

Через високу вартість сонячні батареї поки що використовуються мало - на космічних супутниках і станціях, у ретрансляторах, навігаційних маяках, телефонних станціях у пустельних місцевостях тощо.

Електроенергію від Сонця добувають також за допомогою паротурбінних генераторів.

СЕС не забруднюють довкілля. Щоправда, для майбутніх потужних СЕС на сонячних батареях знадобляться великі площі.

Ще один спосіб перетворення сонячної енергії -фотоелементи. Одна з можливостей їхнього поліпшення полягає у використанні скліних панелей, що містять уран оксид і рідкоземельний елемент Неодим, який підсилює поглинання світла фотоелементом.

Сонячна енергія може застосовуватися й на транспорті - для енергоживлення автомобілів невеликих суден і навіть літаків. Сонячна енергія тут використовується для одержання водню з води. Одержаний водень можна перетворити потім на інші види пального, наприклад, метанол. Найпростішим способом одержання водню з води є електроліз. Перспективне пряме використання сонячної енергії для одержання водню з води за допомогою її фотохімічного розкладу. Цей процес називають фотолізом. Тепер вивчають два підходи до вирішення цієї проблеми - біологічний і біохімічний.

Біоенергетичні технології. Життя та діяльність людей супроводжуються утворенням великої кількості органічних відходів.

Є й інша перспективна технологія переробки відходів - за допомогою метанобактерій. Ці мікроорганізми активно розмножуються в будь-яких органічних рештках, продукуючи в результаті своєї життєдіяльності цінну енергетичну сировину - біогаз. На заодах з одержання біогазу сировиною служать відходи тваринного і рослинного походження, які перегнивають у генераторах біоганзу або автоклавах. У цих установках гниття відбувається без доступу кисню, тобто в анаеробних умовах, за яких певні різновиди бактерій розкладають відходи з утворенням газоподібного метану, його збирають, після чого використовують безпосередньо для опалення житла, приготування їжі або для одержання електричної енергії за допомогою електрогенератора.

Залишки після добування біогазу із зелених відходів мають високий вміст Нітрогену й можуть використовуватися як добрива. На землях, непридатних дл вирощування зернових культур, можна вирощувати біомасу з метою подальшого одержання біогазу. Багато водяних рослин, які засмічують канали й водойми, теж можуть використовуватись для одержання буогазу.

Останнім часом дедалі ширше розробляються технології добування палива для двигунів внутрішнього згоряння з органічних речовин, що продукуються рослинами. У цьому напрямку проводяться дослідження олій, які видобуваються з соєвих бобів, сонячника, земляних горіхів (арахісу), суріпиці (рапсу), евкаліпта, гарбуза, а також пальмової, кокосової й касторової олій.

Для України особливе значення має технологія добування палива з ріпакової олії. ЇЇ можна або безпосередньо заливати в баки дизелів, або ж із неї можна виготовляти спеціальне дизельне паливо, котре за всіма характеристиками подібне до солярової оливи, але при цьому екологічно чистіше й дешевше; нарешті цю олію можна додавати в солярову оливу (до 20%), що не змінює ні енергетичних, ні екологічних показників двигунів.

Воднева енергетика. До дуже перспективних джерел добування теплової та електричної енергії належить водень, який має високу теплотворну здатність, може успішно замінювати природний газ і при цьому є екологічно чистим паливом, оскільки в результаті його згоряння утворюється лише водяна пара. Широке використання водню як джерела енергії до останнього часу стримувалося його вищою вартістю порівняно з природним газом. Але нещодавно в деяких країнах розроблено технології добування водню з глюкози або глюкозовмісних речовин. Зазначені технології ще недосконалі і тривають інтенсивні роботи в цій галузі.

4. Заходи по енергозбереженню.

З метою економії енергії почали використовувати енерготехнологічне комбінування на різних рівнях: а) проведення екзот- і ендотермічних процесів в одному обсязі; б) теплоту утворення продуктів однієї установки використовують для забезпечення роботи іншої; в) об'єднують виробників енергії і споживачів.

Впровадження нових технологій, що потребують менших затрат енергії, мають стати основними орієнтирами подальшого розвитку економіки. У нас є великі резерви для економії енергії. Фахівці стверджують, що споживання енергії можна скоротити:

· у побуті - на 34%;

· на транспорті - на 24%;

· у малому товарному виробництві - на 22%;

· у промисловості - на 13-33%.

Зі споживаної в побуті енергії 779% припадає на опалення приміщень,15% - на теплові процеси, 5% споживається побутовою технікою, 1% витрачається на освітлення, роботу телевізора та радіоприймача.

Україна успадкувала від колишнього СРСР надзвичайно неефективну, енергоємну й матеріаломістку промисловість.

До великих споживачів енергії відносяться металургія, будівельний комплекс, сільське господарств хімія органічного синтезу.

Крім того, інший аспект цієї проблеми - морально-етичний. Марнотратство енергетичних і матеріальних ресурсів багато в чому зумовлене ставленням до природи і її багатств.

Питання для самоконтролю.

1. Які джерела енергії використовуються людством і в якому напрямі має розвиватися сучасна енергетика?

2. В чому полягає негативна дія на довкілля ТЕС?

3. Яку небезпеку криє в собі радіоактивне забруднення?

4. Обґрунтуйте необхідність згортання ядерної енергетики й розвитку вітрової, сонячної та біоенергетики.

5. У чому полягає перевага термоядерної енергетики над ТЕС та АЕС?

6. Які переваги й недоліки ГЕС?

7. Які види енергетики не завдають шкоди довкіллю?

8. Наведіть приклади енергозбереження.

Размещено на Allbest.ru