Использование возобновляемых источников энергии в области защиты окружающей среды

Известно, что энергетика является основой промышленного и сельскохозяйственного производства и обеспечивает комфорт­ное существование человечества. Основным энергоносителем в XIX в. был уголь, сжигание которого приводило к росту выбросов дыма, сажи, копоти, золы, вредных газовых компонентов {окси­дов азота и углерода, диоксида серы и т.д.). Развитие научно-технического прогресса обусловило существенное изменение энергетической базы промышленности, сельского хозяйства, го­родов и др. Значительно возросла доля таких энергоносителей, как нефть и газ, экологически более чистых, чем уголь. Однако ресурсы их небеспредельны, что накладывает на человечество обязанность поиска новых, альтернативных возобновляемых источников энергии. К ним относятся солнечная и атомная энергия, геотермальный и гелиотермальный виды энергии, энергия приливов и отливов, энергия рек и ветра. Эти виды энергии являются практически неисчерпаемыми и их произ­водство не оказывает вредного воздействия на окружающую среду.

Наиболее перспективными в настоящее время являются

атомные электростанции (АЭС). Доля производства электро­энергии с помощью атомной энергии в ряде стран очень высока: в Литве она превышает 80%, во Франции — 75%, тогда как в Рос­сии - всего 13% [23]. Топливная база для работы АЭС практиче­ски неограничена, общие запасы урана в морях и океанах состав­ляют примерно 4 • 10⁹ т [25].

В последнее время достаточно широко применяются геотер­мальные и гелиотермальные источники энергии. Циркулирующая на глубине 2...3 км вода нагревается до температуры более 100 °С за счёт радиоактивных процессов, химических реакций и других явлений, протекающих в земной коре. В ряде районов Земли такие воды выходят на поверхность. Значительные запасы их имеются в нашей стране: на Дальнем Востоке, в Восточной и Западной (Омская область) Сибири, на Северном Кавказе и в других районах. Существуют запасы высокотемпературного па­ра и пароводяной смеси на Камчатке, Курильских островах и в Дагестане.

В последнее время всё шире используется солнечная энергия. Солнечные энергетические установки могут быть теп­ловыми и фотоэлектрическими. В тепловых установках ис­пользуется традиционный паротурбинный цикл; в фотоэлек­трических установках — солнечное излучение с помощью специальных батарей преобразуется в электрическую и тепло­вую энергию.

Солнечные электростанции являются перспективными, так как они экологически чистые. Стоимость произведённой на них электроэнергии по мере совершенствования технологических процессов, оборудования и используемых материалов будет неуклонно снижаться.

Вода с давних пор используется человечеством в качестве ис­точника и теплоносителя энергии. Гидроэлектростанции (ГЭС) остаются перспективными и экологически чистыми энергетиче­скими установками при условии, если при их строительстве не происходит затопления пойменных земель сельскохозяйственно­го назначения и лесных угодий. Следует совершенствовать тех­нологии работы ГЭС, что подтверждает техногенная катастрофа на Саяно-Шушенской ГЭС, случившаяся в августе 2009 г.

К новым источникам энергии относится энергия морских приливов и отливов. Принцип действия приливных электростан­ций основан на том, что энергия падающей воды, проходящей через гидротурбины, вращает их и приводит в движение генера­торы электрического тока.

Энергию океанов и морей используют, сооружая волновые электростанции и установки, преобразующие энергию морских течений, разницу температур поверхностных теплых и глубин­ных холодных слоев воды или подлёдных слоев воды и воздуха. Проекты таких энергетических установок разрабатываются в ря­де стран, в том числе в США, Японии, России.

Перспективно использование энергии ветра. Ветроэнергетиче­ские установки до определённого предела не влияют на состояние окружающей среды. Парки ветроэнергетических установок боль­шой мощности построены в Германии, Дании, США и других странах. Мощность каждой такой установки достигает 1 МВт.

Как было отмечено выше, одним из основных источников выбросов вредных веществ в окружающую среду является транс­порт. В соответствии с этим рассматривается возможность заме­ны используемого в настоящее время углеводородного топлива на чистый водород, при сгорании которого выделяется тепло и образуется вода. Реализация этой идеи позволит исключить про­блему загрязнения атмосферы отработанными газами автомо­бильных двигателей.

Замена автомобилей, работающих на углеводородном топли­ве, на электромобили также позволит существенно снизить нега­тивную нагрузку на окружающую среду.