Реферат экологические аспекты энергосбережения

Обновлено: 08.07.2024

Энергия солнца, ветра, вод, термоядерного синтеза как новые источники энергии. Преобразование солнечной энергии в электрическую посредством использования фотоэлементов. Использование ветродвигателей различной мощности. Спирт, получаемый из биоресурсов.

Новыми источниками энергии, которые позволили бы заменить существующие, являются энергия солнца, ветра, вод, термоядерного синтеза и других источников.

Солнце как источник тепловой энергии – это практически неисчерпаемый источник энергии. Ее можно использовать прямо (посредством улавливания техническими устройствами) или опосредствованно через продукты фотосинтеза, круговорот воды, движение воздушных масс и другие процессы, которые обусловливаются солнечными явлениями.

Использование солнечного тепла – наиболее простой и дешевый путь решения отдельных энергетических проблем. Подсчитано, что в США для обогрева помещений и горячего водоснабжения расходуется около 25% производимой в стране энергии. В северных странах, в том числе и в Латвии, эта доля заметно выше. Между тем значительная доля тепла, необходимого для этих целей, может быть получена посредством улавливания энергии солнечных лучей. Эти возможности тем значительнее, чем больше прямой солнечной радиации поступает на поверхность земли.

Наиболее распространено улавливание солнечной энергии посредством различного вида коллекторов. В простейшем виде это темного цвета поверхности для улавливания тепла и приспособления для его накопления и удержания. Оба блока могут представлять единое целое. Коллекторы помещаются в прозрачную камеру, которая действует по принципу парника. Имеются также устройства для уменьшения рассеивания энергии (хорошая изоляция) и ее отведения, например, потоками воздуха или воды.

Еще более просты нагревательные системы пассивного типа. Циркуляция теплоносителей здесь осуществляется в результате конвекционных токов: нагретый воздух или вода поднимаются вверх, а их место занимают более охлажденные теплоносители. Примером такой системы может служить помещение с обширными окнами, обращенными к солнцу, и хорошими изоляционными свойствами материалов, способными длительно удерживать тепло. Для уменьшения перегрева днем и теплоотдачи ночью используются шторы, жалюзи, козырьки и другие защитные приспособления. В данном случае проблема наиболее рационального использования солнечной энергии решается через правильное проектирование зданий. Некоторое удорожание строительства перекрывается эффектом использования дешевой и идеально чистой энергии.

Целенаправленное использование солнечной энергии пока не велико, но интенсивно увеличивается производство различного рода солнечных коллекторов. В США сейчас действуют тысячи подобных систем, хотя обеспечивают они пока только 0,5% горячего водоснабжения.

Очень простые устройства используют иногда в парниках или других сооружениях. Для большего накопления тепла в солнечное время суток в таких помещениях размещают материал с большой поверхностью и хорошей теплоемкостью. Это могут быть камни, крупный песок, вода, щебенка, металл и т.п. Днем они накапливают тепло, а ночью постепенно отдают его. Такие устройства широко используются в тепличных хозяйствах.

В нынешнее время энергосберегающие технологии применяются на много чаще, что позволяет существенно уменьшить расходы на электрическую энергию.

Тепловые электростанции, вырабатывающие электроэнергию для всего нашего электрического оборудования, которым мы пользуемся каждый день, являются первыми в списке самых загрязняющих производств. В связи с этим использовать тепловую и электрическую энергию следует целесообразно. Только так можно минимизировать ущерб природе. А если проект на электроснабжение будет выполнен высококвалифицированными мастерами, то это даст возможность оптимизировать электрическую составляющую вашего производства, офиса, квартиры, либо же дома.

Следовательно, энергосбережение и экология являются ничем иным, как заботой о планете, а также сохранность наших финансов.

Основные загрязнители окружающей среды в нашей стране:

Тут, бесспорно, на первом месте стоят предприятия теплоэнергетического комплекса:

27 процентов загрязнённых стоков;
48% выбросов вредных веществ;
70 процентов объёма парниковых газов;
30% вредных отходов;
72 процента выделения оксида азота.

Только лишь с помощью повсеместного энергосбережения нам удастся достичь экономического и экологического эффекта, при этом, никак не ущемляя интересы самого общества.

Благодаря стремительному развитию технологического прогресса, сегодня мы видим много способов экономии, благодаря которым экономический эффект становится заметным и ощутимым. Ведь замена ламп накаливания в своём доме или на производстве на светодиодное освещение не способна полностью решить эту проблему. Тут необходимо выполнить качественное проектирование всей сети электричества. Это даст возможность уменьшить время и деньги для энергосберегающих проектов в будущем.

Энергосбережение и экология каждого дома зависит только лишь от его владельца. Но эксплуатация высокотехнологичных современных приборов вместе с изменением наших привычек позволит нам сберечь до 40 процентов электрической энергии. Также, грамотно составленный электронный проект даст возможность эффективно использовать всё электрооборудование. А это, в свою очередь, только лишь увеличит экономию.

При помощи энергетически эффективных современных технологий удастся снизить потребление электричества и тепловой энергии. Это приведёт к тому, что электростанции будут вырабатывать меньший объём энергии, тем самым сжигая расход газа. Это позволит уменьшить загрязнение атмосферы. Такое отношение к проблеме энергосбережения и экологии позволит сделать природу на много чище. Жить станет намного комфортнее и приятнее.

Подводя итоги, можно сказать, что все мероприятия, направленные на энергосбережение поспособствуют следующему:

сокращению расходов за электрическую энергию;
экономическому расходу природных ресурсов (газа, нефти и угля);
уменьшению вредных выбросов в атмосферу;
снижению вреда нашему здоровью.

Использование современных энергоэффективных машин, оборудования, бытовых устройств, нестандартных источников энергии, новые виды топлива, активные энергосберегающие мероприятия и многое другое – всё это поможет заменить энергоресурсы, добыча и переработка которых очень сильно вредят окружающей среде и каждому из нас.

Энергосбережение и экология

С каждым годом проблемы энергосбережения и экологии становятся все актуальнее для современного общества. Природные ресурсы постоянно дорожают, растут цены на электроэнергию и тепло, а экология на нашей планете лишь ухудшается. Казалось бы - где связь между энергосбережением и экологий? Но на самом деле сегодня эта связь как нельзя лучше прослеживается. Эксперты отмечают, что тесная взаимосвязь между энергосбережением и экологией существует: если в промышленных масштабах такую связь легко проследить, то на бытовом уровне имеет место косвенное взаимодействие.

В современном мире активное использование энергосберегающих технологий приводит к значительному сокращению затрат на электроэнергию, что в свою очередь уменьшает негативное воздействие на окружающую нас среду. Неудивительно, что современные люди, желающие жить в хорошей экологической обстановке, все чаще начинают задумываться и ценить экологически чистые материалы, чистый воздух и воду, натуральные продукты питания и здоровую экологию вокруг себя. Человек научился понимать, что от того, каким воздухом он дышит и какую воду он пьёт, зависит его здоровье и благополучие.

Каждый человек, пользуясь ежедневно современными благами цивилизации, оставляет свой энергетический след на планете. Ведь практически все современные блага цивилизации потребляют в том или ином виде энергию. Одни только тепловые электростанции, которые вырабатывают электроэнергию для наших электроприборов, являются основными загрязнителями окружающей среды и наносят огромнейший ущерб нашей природе и экологии. Поэтому, рациональное использование электрической и тепловой энергии способно снизить пагубное воздействие на окружающую среду. А хороший проект электроснабжения, выполненный специалистами, позволит оптимизировать электрическую составляющую в доме, квартире или офисе.

Таким образом, энергосбережение - это ни что иное, как забота об экологии нашей планеты и о сохранности своего кошелька. Ведь с каждым годом счета за электроэнергию растут, "съедая" не малую часть семейного или корпоративного бюджета. Переход на экологические световые решения в своей квартире, доме или офисе позволят не только улучшить качество освещения, но и снизить выбросы СО2 при производстве такой энергии.

Сегодня существует множество способов улучшить энергосбережение, но чтобы эффект был заметен и ощутим следует подойти к этому делу довольно ответственно. Лишь замена обычных ламп накаливания на энергосберегающие не решит этот вопрос. Качественное проектирование электрических сетей играет немаловажную роль в этом вопросе. Ведь проектирование электроснабжения позволит сэкономить время и деньги для будущих проектов по энергосбережению.

Конечно, энергоэффективность каждого отдельно взятого дома находится в руках его жильцов и собственников. Использование современной высокотехнологичной техники в совокупности с изменением наших расточительных привычек позволит экономить до 40% электроэнергии. А электропроект, составленный опытными специалистами, даст рекомендации по правильному и эффективному использованию электрооборудования в помещении, что позволит еще больше увеличить процент экономии электричества.

Внедрение энергоэффективных технологий снизит потребление электро- и теплоэнергии, что в конечном позволит теплоэлектростанциям вырабатывать меньшие объемы энергии, сжигать меньше природного газа. Таким образом, мы уменьшим выброс вредных веществ в атмосферу. Такой общий подход к проблеме взаимодействия энергосбережения и экологии поможет сделать окружающую нас среду более чистой и комфортной. Ведь экология планеты - это наше общее дело!

Экологические эффекты энергосбережения

Как правило, любое энергосберегающее решение влечет за собой положительные экологические эффекты. Поэтому при принятии решений о целесообразности затрат на энергосберегающие мероприятия и определении их приоритетов необходимо производить количественную оценку экологических эффектов. Рассмотрим, в чем заключается значение энергосбережения для сохранения здоровья и среды обитания человека. Первый эффект энергосбережения связан с возможностью не сооружать новые топливные базы, инфраструктуры топливообеспечення, энергопроизводящие источники, сети транспорта и распределения энергоносителей. Вторым важнейшим экологическим эффектом энергосбережения является снижение антропогенных выбросов парниковых и загрязняющих газов за счет экономии энергии, внедрения новых энергосберегающих технологий и оборудования в производствах указанныхотраслей экономики. Третьим эффектом энергосбережения является сохранение гидросферы. Использование воды на производственные и хозяйственно-бытовые цели неуклонно растет. Основными источниками загрязнения водоемов и водотоков вредными веществами и избытками тепла являются энергоёмкие производства предприятий черной, цветной металлургии, химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной, легкой промышленности, бытовые сточные воды. Экономия сжигаемого топлива, энергоносителей приводит к уменьшению загрязнения гидросферы. Большое значениеимеет повышение уровня очистки воды на предприятиях, но даже очищенные сточные воды ухудшают качество природных вод. Самостоятельный аспект влияния энергетики на экологическое равновесие естественных водных систем – охрана водоемов от загрязнения нефтью и нефтепродуктами при их транспортировке и хранении. Потребление ископаемых видов топлива в мире возрастает. В XXI в. в технически развитых странах потребление энергии возрастет в 6-7 раз, каждый человек будет потреблять 15-20 тут.в год. Поэтому необходимо решать проблему компенсации или устранения экологических последствий энергоиспользования. Основные направления решения этой проблемы:

1. Снижение доли энергоемких технологий во всех отраслях экономики, внедрение энергосберегающих технологий и оборудования. Кроме указанных экологических эффектов болеесовершенные энергосберегающие технологии обеспечивают качество, конкурентоспособность продукции, лучшие условия труда на производстве, комфортные условия быта населения. Обеспечивая лучший режим энергопотребления во времени, уменьшая риск аварийныхситуаций, переход на новые технологии способствует экологическому равновесию.

– сохраняются органические энергоресурсы Земли для следующего поколения, котороесможет их использовать по назначениям, где им нет пока альтернативы (химическая продукция, транспорт); – не нужно строить новые энергетические объекты, которые будут оказывать загрязняющее воздействие; – очищается биосфера за счет сокращения или отсутствия антропогенного воздействия на нее.

3. Широкое использование возобновляемых источников энергии, спектр и значимостькоторых для каждой страны и региона определяется местными условиями,

4. Изменение топливного баланса – максимальное применение местных видов топлива.

Экологизация промышленного производства нацелена на одновременное повышение эффективности и снижение его природоемкости. Она предполагает формирование прогрессивной структуры общественного производства, ориентированной на увеличение доли продукции конечного потребления при снижении ресурсоемкости и отходности производственных процессов. Существует несколько принципиальных направлений снижения природоемкости:

изменение отраслевой структуры производства с уменьшением относительного и абсолютного количества природоемких высокоотходных производств и исключением выпуска антиэкологичной продукции;
кооперирование разных производств с целью максимального использования отходов в качестве вторичных ресурсов; создание производственных объединений с высокой замкнутостью материальных потоков сырья, продукции и отходов;
смена производственных технологий и применение новых, более совершенных ресурсосберегающих и малоотходных технологий;
создание и выпуск новых видов продукции с длительным сроком жизни, пригодных для возвращения в производственный цикл после физического и морального износа; сокращение выпуска расходных материалов;
совершенствование очистки производственных эмиссии и транспортирующих сред от техногенных примесей с одновременной детоксикацией и иммобилизацией конечных отходов; разработка и внедрение эффективных систем улавливания и утилизации отходов.

Каждое из этих направлений в отдельности способно решить лишь локальную задачу. Для снижения природоемкости производства в целом необходимо объединение всех этих способов.

Экологизация энергетики помимо требований, относящихся к промышленному производству, предполагает осуществление разнообразных мер, которые направлены на:

постепенное сокращение всех способов получения энергии на основе химических источников, т.е. с помощью экзотермических химических реакций, в том числе окислительных и электрохимических, и в первую очередь - сжигания любого топлива;
максимальную замену химических источников природными возобновимыми источниками энергии, среди которых ведущая роль должна принадлежать солнечной энергии.

Для формирования адекватных представлений об экологическом значении энергосбережения необходимо иметь представление:

- о реальных возможностях энергосбережения;

Энергетика является основой современной народнохозяйственной системы, но она же – и главный, загрязнитель, более того – разрушитель окружающий среды.

Угольная отрасль производит огромное количество твердых отходов, их объем продолжает непомерно расти (с темпом 16-18 %), что не оправдывается ни увеличением добычи угля, ни ухудшением его качества.

Представляется правомерным вывод о том, что степень негативного воздействия на окружающую среду со стороны ТЭК возрастает. Поэтому не вызывает никаких сомнений, что сокращение производства топлива и энергии, их экономия будет иметь самые положительные экологические последствия. Вопрос в том, можно ли обеспечить такое сокращение без спада производства и с приемлемыми в экономическом отношении способами.

В промышленно развитой экономике почти вся энергия потребляется специальным оборудованием – от бытовой техники до гигантских производственных систем. После всемирного энергетического кризиса 1973-74 гг. во всех развитых странах (США, на Западе и в Японии) начался процесс замены энергоемкого оборудования энергоэкономным, в связи с чем разрабатывались и были реализованы меры по энергосбережению во всех отраслях экономики. Этот процесс, однако, практически не затронул СССР, т.к. при больших ценах на нефть, считалось в богатой ресурсами стране нет смысла тратиться на энергосбережение, а при низких ценах (разоривших СССР) средств на это уже не находили.

Катастрофической следует признать в России энергоемкость жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), и дело здесь не в суровости климата, а в беспечном и безответственном отношении к ней. Удельные расходы тепла на отопление жилых зданий в России (500-600 кВт×ч/м 2 в год) в несколько раз выше, чем в Швеции и Финляндии (135 кВт×ч/м 2 в год), где климатические условия сходны со средними по России. Безусловно, Россия – северная страна, и топить у нас даже при наилучшей системе ЖКХ придется много. Вопрос в том, какая часть повышенного энергопотребления обусловлена климатом, а какая есть следствие просчетов и бесхозяйственности.

Модернизация, необходимая в целях энергосбережения, одновременно принесет и значительные экономические выгоды, поскольку новое оборудование не только превосходит старое по энергоэффективности – оно экономичнее по всем видам затрат, надежнее в эксплуатации, позволяет производить продукцию лучшего качества, создает лучшие условия труда.

Меры по энергосбережению, повышению энергоэффективности экономики должны охватывать все народнохозяйственные уровни.

На уровне национальной экономики – это преимущественное развитие малоэнергоемких отраслей. На отраслевом уровне предполагается переход к производству новых продуктов, создание и потребление которых требует меньших энергозатрат, более глубокая переработка сырья. Для нефтяной промышленности задачей отраслевого уровня должно стать сведение к минимуму объема сжигаемого газа, на чем страна недосчитывает миллиарды долларов. К уровню предприятия обычно относят замену энергоемкого оборудования энергоэкономным для выпуска такой же продукции (например, мартеновских печей электросталеплавильными печами и т.п.), а также соблюдение во многих случаях простейших правил экономии энергии, что дает в сумме огромный экономический эффект.

Опыт всех развитых стран убедительно указывает на огромные резервы энергосбережения в России. Использование этого потенциала обновит народное хозяйство и обеспечит радикальное снижение негативных воздействий энергетики и экономики в целом на окружающую среду.

Предметом изучения экологии является охрана окружающей среды. Данное направление связано с энергетикой, так как энергетические объекты могут отрицательно воздействовать на окружающую среду, загрязняя ее.

Окружающая среда включает биосферу, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы (земная кора и верхняя мантия). Загрязнение биосферы может быть уменьшено за счет энергосбережения при рациональном использовании невозобновляемых и возобновляемых источников энергии.

Для лучшего понимания механизма отрицательного воздействия выбрасываемых в атмосферу вредных веществ рассмотрим более подробно ее строение (рис. 25).

Рис. 25. Строение атмосферы

Атмосфера включает по высоте четыре области:

• тропосферу - от 0 до 10-12 км с падением температуры до -55 °С и давления до 41,0 мм рт.ст.;

• стратосферу - от 10-12 до 50-55 км с ростом температуры до 0 °С и падением давления до 8,9 мм рт. ст. в средней стратосфере и до 0,63 мм рт. ст. в верхней;

• мезосферу - от 50-55 до 80-90 км с падением температуры до -90 °С и давления до 0,04 мм рт.ст.;

• термосферу, простирающуюся от 80—90 до 200—300 км с непрерывным повышением температуры до сотен градусов.

Каждая зона атмосферы завершается областью постоянной температуры: тропопаузой, стратопаузой и мезопаузой. Газы, накапливаясь в верхних слоях тропосферы и стратосферы, препятствуют выходу теплового инфракрасного излучения с поверхности Земли, нагретой Солнцем. Атмосфера и поверхность Земли нагреваются, пока уходящие потоки энергии не уравняются с приходящими.

Это явление представляет собой парниковый эффект (рис.26), который сопровождается нагревом тропосферы и охлаждением стратосферы.

Рис. 26. Происхождение парникового эффекта

В средней атмосфере присутствует озоновый слой. Молекулы озона поглощают солнечное излучение с длиной волн короче 290 нм и инфракрасное излучение с поверхности Земли с длиной волн 9-10 мкм, усиливая парниковый эффект.

Таким образом, озоновый слой участвует в обеспечении безопасного уровня ультрафиолетовой радиации и поддерживает устойчивый климат на Земле. В тропосфере и стратосфере озон также оказывает воздействие на антропогенные примеси, поступающие в атмосферу в результате деятельности человека, разрушая их. В совокупности процессы с участием озона обеспечивают оптимальные условия существования флоры и фауны. Неконтролируемые выбросы в атмосферу хлорсодержащих газов и окислов азота истощают и разрушают озоновый слой, что ведет к увеличению поступающего на Землю биологически вредного солнечного ультрафиолетового излучения.

Ниже приведен перечень рекомендованных Международным бюро по защите окружающей среды приоритетных мероприятий в области энергетики, направленных на снижение парникового эффекта.

*Более эффективное производство, передача и распределение энергии.

* Уменьшение энергоемкости обработки основных материалов.

*Внедрение энергоэффективных моторов и приводов.

*Повышение эффективности освещения и водяного отопления и, как следствие, снижение потребления первичного топлива.

*Использование возобновляемых видов энергии, и в частности фотоэлектрической, солнечно-тепловой, ветровой.

*Производство биомассы для замены ископаемого твердого топлива, газификация биомассы.

*Внедрение совершенных, энергоэффективных газотурбинных циклов.

*Развитие малой гидроэнергетики.

*Переход на природный газ.

*Переработка городских и сельских отходов.

Одним из направлений экологизации энергосбережения может быть проведение совместного эколого-энергетического аудита и экспертизы и соблюдение экологического законодательства в области энергосбережения.

Как видим, взаимосвязь экологии и энергосбережения выражается простой формулой: экономишь энергию - уменьшается отрицательное воздействие на окружающую среду.

ВВЕДЕНИЕ
Экологические аспекты энергетики и энергосбережения играют важную роль в современном мире. Использование так называемых традиционных ресурсов оказывает негативное влияние на экологию, приводя к загрязнению окружающей среды и исчерпанию ресурсов, именно поэтому исследование данного вопроса актуально для современного общества. Изучение экологических проблем энергетики позволяет поставитьзадачи для их решения, разработки методов использования нетрадиционных источников энергии. Они, в свою очередь, позволяют уменьшить загрязнение окружающей среды, а также, за счет использования в качестве нетрадиционных источников неисчерпаемых ресурсов, в целом снизить отрицательное влияние энергетики на экологию.
В данной работе мы рассмотрим экологические проблемы основных отраслей энергетики, атакже некоторые нетрадиционные методы получения энергии.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭНЕРГЕТИКИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
К традиционным источникам энергии относится энергия органического топлива, гидроэнергия и атомная энергия, которые стали основой соответственно тепло-, гидроэнергетики и ядерной энергетики. Далее мы подробно рассмотрим проблемы каждой из этих отраслей энергетики. Энергияприливов и отливов, геотермальная, солнечная и ветровая энергии же являются экологически чистыми и характеризуются, как нетрадиционные источники получения энергии.
1. Экологические проблемы теплоэнергетики
Самое большое загрязнение связано с процессом горения или переходом химической энергии топлива в тепловую. К сожалению, этот технологический цикл пока является почти единственным в полученииэлектрической и тепловой энергии. И сопровождается он обилием выбрасываемых не свойственных природе и отравляющих ее газов. На первом месте по токсичности находиться вещество бензопирен. Он сопровождает любое горение, а его предельно допустимая концентрация немыслимо мала и составляет всего 0,000001 мг/м3, превышение которой может привести к летальному исходу. До настоящего времени еще не подобраны условия горения,удовлетворительно снижающие его количество.[1]
Еще одной существенной проблемой теплоэнергетики является парниковый эффект - повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса. Парниковый эффект атмосфер обусловлен их различной прозрачностью в видимом и дальнем инфракрасномдиапазонах. Атмосфера, содержащая многоатомные газы (двухатомные газы прозрачны для теплового излучения), поглощающие в данной области спектра (т.н. парниковые газы — H2O, CO2, CH4 и пр.), существенно непрозрачна для такого излучения, направленного от её поверхности в космическое пространство, то есть имеет в ИК-диапазоне большую оптическую толщину. Вследствие такой непрозрачности атмосфера становится хорошимтеплоизолятором, что, в свою очередь, приводит к тому, что переизлучение поглощённой солнечной энергии в космическое пространство происходит в верхних холодных слоях атмосферы. В результате эффективная температура Земли как излучателя оказывается более низкой, чем температура её поверхности и возникает парниковый эффект. [2]
1.1 Твердое топливо
Твёрдое топливо — горючие вещества, основной составнойчастью которых является углерод. К твердому топливу относят каменный уголь и бурые угли, горючие сланцы, торф и древесину. [2]
При сжигании твердого топлива в атмосферу поступают летучая зола с частицами недогоревшего топлива, сернистый и серный ангидриды, оксиды азота, некоторое количество фтористых соединений, а также газообразные продукты неполного сгорания топлива. [3]
1.2 Жидкое топливо
К жидкомутопливу относятся нефтепродукты, креозот, синтетические масла, спирты, эфиры. [2]
При сжигании жидкого топлива с дымовыми газами в атмосферный воздух поступают: сернистый и серный ангидриды, оксиды азота, соединения ванадия, солей натрия, а также вещества, удаляемые с поверхности котлов при чистке. [3]

Читайте также: