Taastuvate energiaallikate kasutamise ökoloogiline mõju. Mulla viljakuse tõus taastuvenergia tõttu. Järeldused Venemaa jaoks

Tarbimisteaduse ja -tehnoloogia ökoloogia: see artikkel on jätk taastuvatel energiaallikatel (RES) põhineva energiaarenduse teemale. Jutt käib taastuvenergia panusest kasvuhoonegaaside emissiooni ja laiemalt taastuvatel energiaallikatel põhineva energia arendamise kõrvalmõjudest.

See artikkel on jätk taastuvatel energiaallikatel (TAV) põhineva energiaarenduse teemale. Jutt käib taastuvenergia panusest kasvuhoonegaaside emissiooni ja laiemalt taastuvatel energiaallikatel põhineva energia arendamise kõrvalmõjudest. Mõnel juhul võivad taastuvenergia negatiivsed tagajärjed keskkonnale ja ühiskonnale olla suured – vastupidiselt püstitatud keskkonnategevuse parandamise eesmärkidele ning iga projekt nõuab eraldi hoolikat analüüsi. Üldiselt on energia positiivsed ja negatiivsed keskkonnamõjud taastuvenergiale teema, mis vajab veel põhjalikku täiendavat uurimistööd.

Taastuvenergia arendamise klimaatilist aspekti seostatakse "null CO2-heitega", kui päikese-, tuule-, hüdro- ja muud elektrijaamad töötavad taastuvatel ressurssidel. Tõepoolest, sellistel juhtudel toodetakse energiat ilma süsivesinikke põletamata ja selle tulemusena kasvuhoonegaase ja muid saasteaineid atmosfääri paiskamata.

Keerulisem on aga olukord, kui võtta arvesse kogu tootmise elutsükkel, alustades ettevalmistusetappidest ja kaasates kõrvalmõjud energiatootmise protsessi.

Energia saamiseks on vaja toota ja paigaldada elektriseadmeid, luua infrastruktuur ja luua tingimused selle tööks, valmistada ette toorainet ning utiliseerida jääkmaterjale ja seadmeid nende kasutusaja lõppedes. See eeldab metallurgia-, masinaehitus-, põllumajandus- ja muude ettevõtete tööd, fossiilsetest allikatest saadava energia kasutamist ja tähendab juba nulliheiteid.

Keskkonnamõjude arvestamine kõikides etappides näitab, et taastuvenergiale üleminek ei too alati kaasa keskkonnasaaste, sh CO2 ja teiste kasvuhoonegaaside heitkoguste vähenemist.

Uurimine kõrvalmõjud(sh ökoloogiline) taastuvenergia kompleksis on suhteliselt hiljutise ajalooga ja aastal viimastel aegadel nad hakkasid sellest aktiivsemalt rääkima. Üks viimase aja tähelepanuväärsemaid töid on Otto Andersen, Norra teadur, teadur ja Lääne-Norra Uurimisinstituudi (WNRI) projektijuht „Taastuvenergia soovimatud tagajärjed. Probleemid, mida tuleb lahendada”. Anderseni töös on kasutatud erinevate teadlaste poolt eelnevalt kogutud infot teatud energialiikide ja piirkondade kohta, mille põhjal ehitatakse üles üldistatud pilt taastuvenergia keskkonnariskidest.

Võtmemõisteid ja lähenemisviise seostatakse elutsükli analüüsiga (LCA) ning nn "vastumõjude", "tagasilöögiefektide" või "tagasimõjude" - tagasilöögiefektide - hindamisega, mida kodumaises kirjanduses tõlgitakse kui "taastavat mõju". " või ilma tõlketa "tagasilöögiefektid".

Olelusringi analüüsi ja vastumõjude seisukohalt on põhitähelepanu suunatud bioenergiale (energiakultuuride kasvatamine biokütuse tootmiseks), päikeseenergiale, vesinikuenergia mõnele aspektile ja elektrisõidukite kasutamisele.

Lahtiseks jääb hulk küsimusi, taastuvenergia kõrvalmõjude uuringuid ei saa veel nimetada piisavalt läbiuuritud teemaks, kuigi varasematel aastatel tehti sel teemal mitmeid kohalikke uuringuid ja katseid.

Taastuvenergia ja kasvuhoonegaaside heitkogused

Kui me räägime kasvuhoonegaaside heitkogustest, siis erinevad tüübid taastuvenergia ei ole Anderseni sõnade kohaselt üldse "võrdselt roheline", kui vaadelda neid kogu elutsükli seisukohalt. Peamiseks näitajaks energiatootmisega seotud kasvuhoonegaaside heitkoguste seisukohalt, mida Anderson muu hulgas kasutab, on CO2 grammekvivalendi hulk toodetud energiaühiku kohta, eelkõige elektrienergiatööstuse jaoks, Võetakse 1 kWh, see tähendab gCO2eq / kWh.

V sel juhul olulised on arvutusmetoodika ja esialgsed eeldused - ennekõike see, millise ajavahemiku jooksul arvestus käib, samuti tootmisvõimsuste rakendusaste (paigaldatud võimsuse rakendusaste ehk ICUF) ja vastavalt eeldatav energiatoodang teatud aja jooksul. Siin on pilt sama, mis energiaühiku tootmise tasandatud kulude (LC) arvutamisel. Kõige sagedamini kasutatav intervall on 20 aastat.

Olelustsükli analüüs pakub järgmisi emissioonimõõdikuid erinevad tüübid elektri tootmine [gСО2eq / kWh]: tuuleenergia - 12; loode - 15; hüdrauliline - 20; ookeanilaine - 22; maasoojus - 35; päikesepatareid (fotogalvaanilised) - 40; päikesekontsentraatorid - 10; bioenergia - 230.

Kuid igal juhul on see suurusjärgu võrra väiksem väärtustest, mis on antud fossiilsel toorainel töötavale energiatööstusele.: kivisüsi - 820; gaas - 490. Samas on selles mõttes kõige “keskkonnaohutuim” tuumaenergia, kus emissioonimäär gCO2eq / kWh on vaid 12 ehk see parameeter võrdub taastuvenergia madalaimate näitajatega. allikatest. On ilmne, et kasvuhoonegaaside heitkoguste jaotus tootmise elutsükli etappide kaupa eri tüüpi energeetika puhul on põhimõtteliselt erinev (joonis 1, tabel 1).

Tuule-, päikese-, maasoojus- ja hüdroenergia puhul langeb põhiline keskkonnakoormus materjalide tootmisele, seadmetele ja tehaste ehitamisele. Tuumaenergiatööstusel on sarnane struktuur. Fossiilkütustel töötavad energiaallikad tekitavad suurema osa jaama töö käigus tekkivatest heitkogustest, mis nõuavad kütuse põletamist. Sama kehtib ka bioenergia kohta. Seega võib siinkohal tuua ka analoogia kulustruktuuriga – esimesel juhul liigituvad pigem "keskkonnakulud" fikseeritud, teisel juhul muutujate kategooriasse. Esimesel juhul ilmneb kasu pikemate ajavahemike järel rohkem. Teisel juhul on võimalik vähendada lõhet "tootmise süsinikuheite võimsuses" tänu tehnoloogiatele, mis võimaldavad vähendada kütusekulu, ja kasvuhoonegaaside kogumise süsteemidele. Sel juhul on tuule- ja kivisöeelektrijaamade "emissioonivõimsuse" võrdlemisel lubatud ajavahemik 20 aastat ja tuuleparkide ICUF on 30-40%.

Põhitähelepanu elutsükli analüüsi ja vastumõjude seisukohalt on bioenergia (energiakultuuride kasvatamine biokütuste tootmiseks), päikeseenergia, vesinikuenergia mõned aspektid ja elektrisõidukite kasutamine.

Tuleb meeles pidada, et ülaltoodud on umbkaudsed keskmistatud (mediaan) väärtused, suurt täpsust ei saa olla. Palju sõltub tehnoloogiast ja konkreetsetest tootmistingimustest. Erinevatest uuringutest ja erinevatest allikatest pärit andmed võivad oluliselt erineda. Eelkõige tuuleenergia puhul võib levik olla vahemikus 2 kuni 80 gCO2eq / kWh (onlinelibrary.wiley.com).

Hüdroelektrijaamade puhul võib indikaator gСО2eq / kWh ulatuda 180-ni. Ja fossiilkütuseid kasutavate elektrijaamade "madalamad" väärtused on 200-300 gСО2eq / kWh.

Põhjused, miks kasvuhoonegaaside heitkogused võivad hüdroelektri-, päikese-, bioenergia- ja maasoojuselektrijaamade elutsükli jooksul saavutada kõrgeid väärtusi, on erinevad. Hüdroelektrijaamade puhul on selleks ennekõike paisu äärde reservuaari teke, mille puhul orgaanilise materjali mikrobioloogilise lagunemisega tammivööndis võib tekkida seisev režiim, mis põhjustab emissiooni suurenemist. СО2 ja СН4 (metaan). Sarnased protsessid on võimalikud loodete elektrijaamade tsoonides. Päikese fotogalvaanilises energias on peamised probleemid seotud päikesepatareide tootmisega, kuna lisaks muudele keskkonna- ja terviseriskidele toob see kaasa mitmete fluoriühendite - heksafluoroetaan C2F6, lämmastiktrifluoriid NF3, väävelheksafluoriid SF6 - emissiooni. , mis on võimsad kasvuhoonegaasid. Geotermilise energia puhul sõltub palju energiakandja - termaalvee koostisest, mida iseloomustab kõrge temperatuur ja kompleksse keemilise koostisega mineraliseerumine. Selle kasutamise ja kõrvaldamise käigus on võimalik nii keskkonna otsene termiline saastamine kui ka mitmete keemiliste ühendite, sealhulgas kasvuhoonegaaside sattumine pinnasesse, vette ja atmosfääri.

Bioenergia kasutamisest tulenevad kasvuhoonegaasid eralduvad kõikides etappides. Esiteks esineb see energiakultuuride, eriti rapsiseemne ja õlipalmi kasvatamise etapis. Rapsi intensiivne kasvatamine nõuab suures koguses lämmastikväetisi, mis toob kaasa võimsa kasvuhoonegaasi - lämmastikdioksiidi N20 emissiooni suurenemise, mis lisaks on osoonikihi hävitaja.

Keskmiselt, nagu näha, jääb taastuvate energiaallikate elutsükli jooksul kasvuhoonegaaside emissioon vaatamata tagasilöögiefektile oluliselt madalamaks võrreldes taastumatute energiaressurssidega (v.a tuumaenergia)

Kagu-Aasias (Indoneesia, Malaisia, Tai) rajati suured õlipalmiistandused turbarabadele, mis on looduslikud süsiniku "lõksud" ja "laod", ning troopiliste ja ekvatoriaalsete vihmametsade asemele, mis on planeedi kopsud"... See põhjustas pinnase kiire hävimise, süsiniku sidumise loomuliku režiimi rikkumise ja vastavalt kasvuhoonegaaside (СО2 ja СН4) atmosfäärivoolu suurenemise. Halvima stsenaariumi korral ei pruugi ulatuslik üleminek fossiilkütustelt biokütustele mitte vähendada, vaid isegi suurendada kasvuhoonegaaside heitkoguseid kuni 15%.

Teine, seni praktiliselt uurimata aspekt on Maa kogualbedo (peegeldusvõime) võimalik vähenemine energiakultuuride ulatusliku levikuga, mis teoreetiliselt võib muutuda kliima soojenemise teguriks.

Ekspluatatsioonifaasis – tavaliselt fossiilkütustega segus toodetud biokütuste põletamisel (transpordi- ja elektrijaamades), nagu selgub, tekivad uued keemilised ühendid, mis kannavad endas nii toksilisi kui ka kasvuhooneriske. Kasvuhoonegaaside heitkoguste suurenemine nende vähendamise meetmete tulemusena on üks näide tagasilöögiefektist.

Keskmiselt, nagu näha, jääb sellele mõjule vaatamata kasvuhoonegaaside emissioon taastuvate energiaallikate elutsüklis oluliselt madalamaks võrreldes taastumatute energiaressurssidega (v.a tuumaenergia).

Samas ei ole see kaugeltki kõikidel juhtudel nii ja iga konkreetne taastuvatel energiaallikatel põhineva energia arendamise projekt või programm nõuab hoolikat analüüsi, sealhulgas ka keskkonna seisukohalt – neid ei saa alati „rohelisemaks“ võrrelda. teistele valikutele.

Muud kõrvaltoimed

Lisaks kasvuhoonegaaside heitkogustele kui vastumõjule on taastuvenergial ka teisi kõrvalmõjusid keskkonnale. Hüdroelektrijaamad ja loodete elektrijaamad muudavad jõgede ja merelahtede hoovuste ja temperatuuride režiime, muutuvad tõkkeks kalade rändeteedel ja muudel aine- ja energiavoogudel. Lisaks on hüdroelektrijaamade üheks oluliseks kõrvalmõjuks asustus-, põllumajandus- ja muuks tegevuseks sobivate territooriumide üleujutamine.

Samas võivad hüdroelektrijaamade reservuaaride kallastel areneda maalihkeprotsessid, võimalikud on muutused kohalikes kliimatingimustes ja seismiliste nähtuste areng. Seiskunud veerežiim reservuaarides on võimeline esile kutsuma mitte ainult kasvuhoonegaaside heitkoguste suurenemise, vaid ka kahjulike ainete kogunemise, mis kujutavad endast ohtu, sealhulgas inimeste tervist.

Omaette ohtu võivad kujutada hüdroelektrijaamade tammide läbimurded ja varingud, eriti mägistes ja maavärinaohtlikes piirkondades. Üks suurimaid sedalaadi katastroofe toimus 1963. aastal Itaalia Alpides Vajonti jõel, kus hüdroelektrijaama tammi veehoidlas laskus hiiglaslik maalihe, mis põhjustas laine ülevoolu tammi kohal ja moodustus " tsunami" kuni 90 m kõrgune. lammutati mitu asulat, hukkus üle 2000 inimese.

Geotermilise energiaga kaasnevad vee ja pinnase keemilise saastamise riskid – termilised vedelikud sisaldavad lisaks süsihappegaasile väävelsulfiidi H2S, ammoniaaki NH3, metaani CH4, naatriumkloriidi NaCl, boori B, arseeni As, elavhõbedat Hg. Probleem on ohtlike jäätmete kõrvaldamisega. Lisaks on võimalikud korrosioonikahjustused soojusjaamade endi konstruktsioonidele ning termaalvee väljapumpamine võib põhjustada kivimikihtide deformatsiooni ja lokaalseid seismilisi nähtusi, mis on sarnased mistahes mäetööstuses või kihtidevahelise põhjavee sissevõtmisega.

Bioenergiat seostatakse põllumajandusmaa (ja muude ressursside) võõrandumisega energiakultuuride kasvatamiseks, mis suuremahulise üleminekuga bioenergia kasutamisele võib teravdada maailma toiduprobleemi.

Ligikaudne hinnang näitab, et rapsi või päevalille kasvatamine biokütuse lähteainena võib lõppeda umbes tonni biokütusega haritava maa hektari kohta. Energiatarbimise kogumaht maailmas ulatub naftaekvivalendis 20 miljardi tonnini aastas. Selle mahu asendamine biokütusega vaid 10% ehk 2 miljardi tonni võrra eeldaks umbes 2 miljardi hektari maa võõrandamist ehk umbes 40% kogu maailma põllumajandusmaast või 15% kogu maa pindalast, v.a. Antarktika. Energiamonokultuuride laiaulatuslik levik vähendab bioloogilist mitmekesisust nii otseselt kui ka kaudselt paljude taime- ja loomaliikide elupaikade halvenemise kaudu.

Biokütuse põletamise etapis, eriti transpordis, selle segamisel fossiilkütusega (tavaline diislikütus või bensiin) ja lisandite kasutamisel, mis võimaldavad talvetingimustes paremini töötada, tekivad uued keemilised ühendid, mürgised ja oma omadustelt kantserogeensed. Seda näitasid eelkõige uuringu „Kütuse biokomponentide sisalduse mõju diiselmootorite heitmetele ja mootoriõli riknemisele“ raames tehtud vaatlused ja katsed.

Selles osas tundub suhteliselt eelistatavam vetikaenergia – vetikatest energiatoorme hankimine. Kuulsad põllukultuurid on Botryococcus bran-nil ja Arthrospira (Spirulina) platensis. Võrreldes "maa" energiakultuuridega, eristuvad vetikad kõrgema (teatud tingimustes - suurusjärgu võrra kõrgema) tootlikkusega pindalaühiku kohta ajaühiku kohta ja suurema rasvade (lipiidide) sisaldusega - biokütuse tootmise lähteainega. . Lisaks ei seostata vetikate kasvatamist tootliku põllumajandusmaa võõrandamisega, keerukate struktuuride ja seadmete loomisega, suure hulga väetiste kasutamisega. Samas on vetikad üks võimsamaid süsihappegaasi ja hapniku tootjaid. Selles osas võib seda taastuvenergia suunda, mis pole veel piisavalt arenenud, pidada nii tootmise kui ka keskkonna seisukohalt väga perspektiivikaks.

Tuuleenergia on kasvuhoonegaaside ja saasteainete heitkoguste poolest kõige vähem ohtlik ning tekitab samal ajal mitmeid keskkonnaalaseid väiteid muudes küsimustes. Nende hulka kuuluvad maastiku mürareostus, "esteetiline saaste", pöörlevate labade vaimse mõju oht. Teine väidete rühm on seotud mõjuga loomastikule – eelkõige võivad tuulikud linde eemale peletada ja teradega kokkupõrkel põhjustada nende surma.

Probleem, mis aja jooksul süveneb, eriti seoses avamere (avamere) tuuleparkide rajamisega – probleemid teenindus- ja hädaabiteenuste ligipääsetamisega, hooldusraskused, rikete ja hädaolukordade likvideerimine, eriti tuuleturbiinide süttimisel.

Tuulegeneraatorite kasutamise kogemus, mida Lääne-Euroopas on umbes 20 aastat, näitab, et need väited on oma olemuselt pigem spekulatiivsed - igal juhul, arvestades tuulegeneraatorite tihedust ja teatud ohutusmeetmete järgimist, eriti nende paigutust. tuulegeneraatorid elamupiirkondadest vähemalt mitmesaja meetri kaugusel. Muud probleemid tunduvad reaalsemad. Üks neist on ilmne - tuulepargid nõuavad suuri alasid ning nende paigaldamisel on teatud piirangud piirkondades, kus on tihe asustus ja infrastruktuur. Teine probleem, mis aja jooksul muutub üha pakilisemaks, on komposiitmaterjalidest ehitatud tuuleturbiinide kasutatud labade kasutamine, millel on suur keskkonnareostuspotentsiaal.

Järgmine probleem, mis samuti aja jooksul süveneb, eriti seoses avamere (avamere) tuuleparkide rajamisega, on teenindus- ja hädaabiteenuste juurdepääsetavuse probleem, hooldusraskused, rikete ja hädaolukordade kõrvaldamine, eriti tuuleturbiinide puhul. tuld võtma.

Kõik ülaltoodud probleemid võivad tuuleenergia laiema leviku korral suureneda, luues mitmekordistava efekti. Praegu moodustab see Saksamaal umbes 9%, Itaalias umbes 5% ja Hispaanias 18% kogu elektritoodangust. Teistes suurtes energiat tootvates riikides on see osatähtsus oluliselt väiksem, samas kui maailmas on see keskmiselt umbes 2,5%. Milliseid mõjusid võib tuuleenergia võimsuste suurenemine kaasa tuua kaks-kolm korda või rohkem, on omaette uuritav küsimus.

Päikeseenergias on peamised keskkonnariskid seotud suurte koguste toksiliste ja plahvatusohtlike komponentide kasutamisega päikesepaneelide valmistamisel. Eelkõige sisaldavad päikesepatareid kaadmiumtelluriidi CdTe, kaadmiumsulfiidi CdS, galliumarseniidi GaAs ning tootmisprotsessis kasutatakse fluori, mis tekitab mitmeid mürgiseid ühendeid. See tekitab probleeme esmalt tootmisetapis ja seejärel ressursi ammendanud akude kõrvaldamise etapis. Ka see probleem aja jooksul paratamatult süveneb. Teine probleem päikesepatareide tootmisel on suured mahud veetarbimine. Ameerika andmetel kulub kõrgelt puhastatud vett 1 MW võimsuse tootmiseks umbes 10 l / min.

Terviknäitaja, mida kasutatakse konkreetse tegevuse ühiskonnale ja keskkonnale tekitatava kahju hindamiseks, on välis- ehk väliskulud, toote hinna sisse mittekuuluvad kulud, mida kannab ühiskond tervikuna, st põhjustatud sotsiaal-majanduslik ja sotsiaal-looduslik kahju. Väliskulud hõlmavad kahju inimeste tervisele, korrosiooni ja muid materjalide ja konstruktsioonide kahjustusi, saagikuse vähenemist jne.

Väliskulude hindamisel sõltub palju esialgsetest eeldustest, need võivad riigiti dramaatiliselt erineda. Eelkõige on EL-i riikide puhul elektritootmise väliskulude vahemik (eurosenti kWh kohta) erinevate energiaallikate puhul (ec.europa.eu andmetel): kivisüsi - 2-15; õli - 3-11; gaas - 1-4; tuumaenergia - 0,2-0,7; biomass - 0-5; hüdroenergia - 0-1; päikese (fotogalvaaniline) energia - 0,6; tuul - 0-0,25.

Saksamaal (Euroopa suurim elektritootja, kes arendab ulatuslikult taastuvatel energiaallikatel põhinevat energiat) on erinevatest allikatest elektrienergia tootmise välised (muutuv) piirkulud hinnanguliselt järgmised (eurosenti kWh kohta): kivisüsi - 0,75; gaas - 0,35; aatomienergia - 0,17; päikeseenergia - 0,46; tuulik - 0,08; hüdroenergia - 0,05.

Siin näeme ka seda, et taastuvenergial põhinev energia tekitab ühiskonnale keskmiselt märgatavalt väiksemaid kulusid kui fossiilsetest toorainetest energia saamine.

Samal ajal näitab tuumaenergia mitte vähem kõrget keskkonnaalast konkurentsivõimet, hoolimata sellest, et Tšernobõli ja Fukushima tuumaelektrijaamades toimunud tuntud katastroofide tõttu on selle maine ühiskonna silmis märgatavalt õõnestatud.

Taastuvenergia arendamine nõuab taastumatute ressursside täiendavat kasutamist: bioenergia puhul väetiste tooraine, seadmete ja ehituskonstruktsioonide metall, fossiilne maagaas vesinikkütuse tootmiseks, fossiilsetest allikatest saadav energia nende tööks. tööstusharud

Täiendavad komplikatsioonid ja probleemid on seotud asjaoluga, et elutsükli etapid võivad jaguneda erinevate riikide vahel. Eelkõige toimub varajased etapid, mis moodustavad suurema osa väliskuludest, nagu energiakultuuride kasvatamine või päikesepaneelide tootmine, tõenäolisemalt väljaspool Euroopat ja Põhja-Ameerikat. Seega toodetakse praegu peaaegu 60% kõigist maailma päikesepaneelidest Hiinas.

Kasutusetappi, mis taastuvate energiaallikate puhul moodustab minimaalse osa kuludest, on seotud lääneriikidega - "rohelise" energia tarbijatega ning viimase etapi - kasutuselevõtu kulud saab üle kanda ka teistesse piirkondadesse. .

Ehk siis taastuvenergial põhineva energia puhul on võimalikud ka olukorrad, kus põhikasu saavad ühed grupid, kulud aga teised. Ka tulude ja kulude jaotus on oluline teema, millel on juba sotsiaalne mõõde.

Põhiprobleem seisneb selles, et taastuvenergia areng nõuab taastumatute ressursside täiendavat kasutamist: bioenergia puhul väetiste tooraine, seadmete ja ehituskonstruktsioonide metall, fossiilne maagaas vesinikkütuse tootmiseks, energia fossiilkütustest. allikad nende tööstusharude toimimiseks. Sellest tulenevalt eeldab taastuvatest energiaallikatest energia tootmise suurenemine ka taastumatute ressursside tarbimise kasvu. Asjade seis, mille puhul saab rääkida taastuvenergia absoluutsest edust ja maksevõimest, on terviklike tootmistsüklite loomine, kus taastuvenergia tootmine toimub taastuvatest allikatest. avaldanud

- [5. lehekülg] -

Dehüdreeritud etanool on vedelik, mille temperatuur on vahemikus –117 kuni +78 ° С, süttimistemperatuuriga 423 ° С. Selle kasutamine sisepõlemismootoris nõuab spetsiaalset karburaatorit. Sellepärast olete segaduses http://dhes.ime.mrsu.ru - Soojus- ja elektrisüsteemide osakond 9 Ageev V.A. Ebakonventsionaalsed ja taastuvad energiaallikad (loengukursus) kasutavad dehüdreeritud etanooliga bensiini (20% mahust) ja seda segu (gasohol) tavalistes bensiinimootorites. Gasohol on praegu levinud kütus Brasiilias (etanooli saadakse seal suhkruroost ja maniokist), samuti kasutatakse seda USA-s (etanool maisist).

Kirjandus

1. Boyles D. Bioenergia: tehnoloogia, termodünaamika, kulud. - M. Agropromizdat, 1987.

2. Dubrovsky V.S., Viestur U.E. Põllumajandusjäätmete lagundamine metaaniga. - Riia: Zinatie, 1988.

3. Twidell J., Weir A. Taastuvad energiaallikad: Per. inglise keelest - M. Energoatomizdat, 1990 .-- 392 lk.

16. Biokütuste kasutamine energeetika eesmärgil

16.1. Biomassi tootmine energeetika eesmärgil

16.2. Pürolüüs (kuivdestilleerimine)

http://dhes.ime.mrsu.ru - Soojus- ja elektrisüsteemide osakond 10 Ageev V.A. Mittetraditsioonilised ja taastuvad energiaallikad (loengutekursus)

16.3. Termokeemilised protsessid

16.4. Alkohoolne kääritamine (käärimine)

16.4.1. Alkoholi saamise meetodid

16.4.2. Etanooli kasutamine kütusena

Kirjandus

- & nbsp– & nbsp–

18.1. Energia ja keskkonna vastastikuse mõju probleem Olemasolevate keskkonnaprobleemide kompleksis on energial üks juhtivaid kohti. Seoses taastuvate energiaallikate intensiivse kaasamisega nende praktilisel kasutamisel pööratakse erilist tähelepanu nende keskkonnamõju ökoloogilisele aspektile.

Arvatakse, et taastuvatest allikatest elektri tootmine on täiesti keskkonnasõbralik.

valik. See ei vasta täielikult tõele, kuna nende energiaallikate keskkonnamõjude spekter on põhimõtteliselt erinev võrreldes traditsiooniliste orgaanilist, mineraal- ja hüdrokütust kasutavate elektrijaamadega ning mõnel juhul on viimaste mõju isegi vähem ohtlik. Lisaks ei ole taastuvate energiaallikate teatud tüüpi keskkonnamõjud keskkonnale tänaseks selged, eriti ajalises aspektis, ning seetõttu on neid uuritud ja arendatud veelgi vähemal määral kui nende allikate kasutamise tehnilisi küsimusi.

Mitmesugused taastuvad energiaallikad on hüdroenergia ressursid. Pikka aega nimetati neid ka keskkonnasõbralikeks "puhtateks" energiaallikateks. Võttes arvesse sellise kasutamise keskkonnamõjusid, ei arenenud loomulikult piisavalt keskkonna- ja keskkonnakaitsemeetmeid, mis viis hüdroenergiatööstuse 90. aastate vahetusel sügavasse kriisi. Seetõttu tuleks eelnevalt uurida taastuvate energiaallikate kasutamise võimalikke keskkonnamõjusid.

Ebatraditsioonilistest taastuvatest allikatest toodetud energia muundamine selle kõige sobivamateks kasutusviisideks - elektriks või soojuseks - © Soojus- ja elektrisüsteemide osakond, 2004 1 Ageev V.A. Ebatraditsioonilised ja taastuvad energiaallikad (loengutekursus) kaasaegsete teadmiste ja tehnoloogiate tasemel on üsna kallid.

Kuid kõigil juhtudel toob nende kasutamine kaasa samaväärse fossiilkütuste tarbimise vähenemise ja väiksema keskkonnareostuse. Seni kõigis meetodites, mis pakuvad traditsiooniliste energiatootmise liikide tehnilist ja majanduslikku võrdlust taastuvatest energiaallikatest, ei võetud neid tegureid üldse arvesse või on neid ainult märgitud, kuid mitte kvantifitseeritud.

Seega on ülesanne töötada välja teaduslikult põhjendatud meetodid erinevat tüüpi taastuvate energiaallikate kasutamise keskkonnamõjude majanduslikuks hindamiseks ja uued energia muundamise meetodid, mis peaksid kvantitatiivselt võtma arvesse traditsiooniliste käitistega võrreldes teistsuguseid tegureid. , mõju keskkonnale, muutub kiireloomuliseks.

Vaatleme mittetraditsiooniliste taastuvate energiaallikate keskkonnamõju peamisi tegureid erinevatele looduskeskkondadele ja objektidele.

18.2. Päikeseenergia arendamise keskkonnamõju

Päikesejaamad on endiselt ebapiisavalt uuritud objektid, mistõttu ei saa nende omistamist keskkonnasõbralikele elektrijaamadele nimetada täiesti põhjendatuks. Parimal juhul võib viimase etapi seostada keskkonnasõbralikuga - SES-i tööetapiga ja see on suhteline.

Päikesejaamad on üsna maamahukad. SESi maa erivõimsus varieerub vahemikus 0,001 kuni 0,006 ha / kW, kõige tõenäolisemate väärtustega 0,003–0,004 ha / kW. Seda on vähem kui hüdroelektrijaamadel, kuid rohkem kui soojuselektrijaamadel ja tuumaelektrijaamadel. Tuleb meeles pidada, et päikesejaamad on väga materjalimahukad (metall, klaas, betoon jne), pealegi on antud maavõimsuse väärtuste juures maa omandamine tooraine kaevandamise ja töötlemise etapis. ei arvestata. Päikesetiikidega päikeseelektrijaama loomise puhul konkreetse maa soojus- ja elektrisüsteemide osakond, 2004 2 Ageev V.A. Ebakonventsionaalsed ja taastuvad energiaallikad (loengutekursus) luu suurenevad ja suureneb oht põhjavee saastumisele soolveega.

Päikesekontsentraatorid tekitavad suuri maid varjutavaid alasid, mis toob kaasa tugevad muutused pinnasetingimustes, taimestikus jne. Soovimatu keskkonnamõju jaama piirkonnas põhjustab õhu kuumenemist, kui seda läbib peegelreflektoritega kontsentreeritud päikesekiirgus. See toob kaasa soojusbilansi, niiskuse, tuule suuna muutumise; mõnel juhul on kontsentraatoreid kasutavate süsteemide ülekuumenemine ja tulekahju võimalik koos kõigi sellest tulenevate tagajärgedega. Madala keemistemperatuuriga vedelike kasutamine ja nende vältimatu lekkimine päikeseenergiasüsteemides pikaajalise töö käigus võib põhjustada joogivee märkimisväärset saastumist. Eriti ohtlikud on vedelikud, mis sisaldavad kromaate ja nitriteid, mis on väga mürgised ained.

Päikesetehnoloogial on kaudne mõju keskkonnale. Selle arenduspiirkondades tuleks püstitada suured kompleksid betooni, klaasi ja terase tootmiseks. Räni, kaadmiumi ja arseniidi-heeliumi fotogalvaaniliste elementide valmistamisel satuvad tööstusruumide õhku inimeste tervisele ohtlikud ränitolmu, kaadmiumi ja arseniidi ühendid.

Kosmose-SES võib mikrolainekiirguse tõttu mõjutada kliimat, häirida televisiooni- ja raadiosidet, mõjutada kaitsmata elusorganisme, mis on sattunud selle mõjualasse. Sellega seoses on energia Maale ülekandmiseks vaja kasutada keskkonnasõbralikku lainepikkuste vahemikku.

Päikeseenergia kahjulik mõju keskkonnale võib avalduda:

maa-alade võõrandamisel nende võimalikku halvenemist;

© Soojus- ja elektrisüsteemide osakond, 2004 3 Ageev V.A. Ebatraditsioonilised ja taastuvad energiaallikad (loengutekursus) suures materjalikulus;

kloraate ja nitriteid sisaldavate töövedelike lekkimise võimaluse korral;

süsteemide ülekuumenemise ja tulekahju oht, toodete saastumine mürgiste ainetega päikesesüsteemide kasutamisel põllumajanduses;

soojusbilansi, niiskuse, tuule suuna muutused jaama piirkonnas;

suurte alade pimenemisel päikesekontsentraatoritega, maapinna võimalik halvenemine;

kosmose päikeseelektrijaamade kliima mõjus;

televisiooni- ja raadioside häirete tekitamisel;

energia ülekandmisel Maale mikrolainekiirgusena, mis on ohtlik elusorganismidele ja inimestele.

18.3. Tuuleenergia mõju looduskeskkonnale

VEE mõju tegurid looduskeskkonnale, selle mõju tagajärjed ja peamised meetmed negatiivsete ilmingute vähendamiseks ja kõrvaldamiseks on toodud tabelis. 18.3.1. Vaatleme mõnda neist üksikasjalikumalt.

Võimsate tööstuslike tuuleparkide jaoks on sõltuvalt tuuleroosist ja piirkonna kohalikust reljeefist vaja pindala 5–15 MW / km2. 1000 MW võimsusega tuulepark vajab pinda 70 kuni 200 km2. Selliste alade eraldamine tööstuspiirkondades on suurte raskustega, kuigi mõnda neist maadest saab kasutada ka majanduslikeks vajadusteks. Näiteks Californias, San Franciscost 50 km kaugusel Altamont-Passil, kasutatakse võimsa tuulepargi pargi jaoks eraldatud maad ka põllumajanduslikuks otstarbeks.

- & nbsp– & nbsp–

Territooriumi kasutamise probleem on lihtsustatud, kui tuuleelektrijaamad asuvad veealadel. Näiteks ettepanekud võimsate tuuleparkide loomiseks väikesemahuliste soojus- ja elektrisüsteemide osakonda, 2004 5 Ageev V.A. Ebatraditsioonilised ja taastuvad energiaallikad (loengute kursus) Soome lahe ja Laadoga järve akvatooriumides ei ole seotud suurte territooriumide majanduslikust kasutusest väljatõmbamisega. Tuuleelektrijaamadele eraldatud akvatooriumist kulub otseselt tuulikukonstruktsioonide jaoks vaid umbes 2%. Taanis on tamm, millele tuulikupark paigaldatakse, ühtlasi kalalaevade muuliks. Tuulepargi territooriumi muuks otstarbeks kasutamine oleneb müramõjudest ja tuuleturbiini rikete riskiastmest. Suurte tuulikute puhul võib tera maha tõstes 400–800 m kaugusele visata.

VEE-de keskkonnamõju kõige olulisem tegur on akustiline mõju. Välispraktikas on tehtud piisavalt uuringuid ja täiemahulisi mürataseme ja sageduse muudatusi erinevate konstruktsioonilt, materjalidelt, kõrguselt maapinnast erinevate tuuleratastega tuulikute ja erinevate loodustingimuste (tuule kiirus ja suund, aluspind jne).

Tuuleturbiinide müraefektid on erineva iseloomuga ja jagunevad mehaanilisteks (käigukastide, laagrite ja generaatorite müra) ja aerodünaamilisteks mõjudeks. Viimased võivad omakorda olla madalsageduslikud (alla 16-20 Hz) ja kõrgsageduslikud (alates 20 Hz kuni mitme kHz). Need on põhjustatud tiiviku pöörlemisest ja on määratud järgmiste nähtustega: vaakumi tekkimine rootori või tuuleratta taga koos õhuvoolude sööstmisega turbulentse voolu teatud laskumispunkti;

tõstejõu pulsatsioonid tera profiilil; turbulentse piirkihi vastastikmõju tera tagumise servaga.

Tuulepargi eemaldamine asulatest ja puhkealadest lahendab müraefekti inimeste jaoks. Müra võib aga mõjutada loomastikku, sealhulgas merefaunat ekvatoriaaltuuleparkide piirkonnas. Välismaistel andmetel on tuuleparki läbivate rändeteed hinnanguliselt 10% tuulegeneraatorite lindude kahjustamise tõenäosus. Tuuleparkide paiknemine mõjutab ekvatoriaaltuuleparkide lindude ja kalade rändeteid.

© Soojus- ja elektrisüsteemide osakond, 2004 6 Ageev V.A. Ebatraditsioonilised ja taastuvad energiaallikad (loengutekursus) Eeldatakse, et VEJ-de sõelumisefekt looduslike õhuvoogude teele on ebaoluline ja seda võib ignoreerida. See on tingitud asjaolust, et tuulikud kasutavad väikest liikuvat õhumassi pinnakihti (umbes 100-150

m) ja pealegi mitte rohkem kui 50% nende kineetilisest energiast. Küll aga võivad võimsad tuulepargid avaldada mõju keskkonnale: näiteks vähendada õhuventilatsiooni piirkonnas, kus tuulepark asub. Tuulepargi varjestusmõju võib olla võrdväärne sama ala ja ca 100-150 m kõrguse mäe mõjuga.

Elektromagnetlainete peegeldumisest tuuleturbiini labadelt põhjustatud häired võivad mõjutada nii televisiooni- ja mikrolaineraadioedade kvaliteeti kui ka erinevaid navigatsioonisüsteeme piirkonnas, kus tuulepark asub mitme kilomeetri kaugusel.

Kõige radikaalsem viis häirete vähendamiseks on viia tuulepark kommunikatsioonidest sobivale kaugusele. Mõnel juhul saab häireid vältida repiiterite paigaldamisega. See küsimus ei kuulu lahendamatute kategooriasse ja igal juhul võib leida konkreetse lahenduse.

Tuuleenergia ebasoodsad tegurid:

müraefektid, elektri-, raadio- ja televisioonihäired;

maa-alade võõrandamine;

kohalikud kliimamuutused;

oht rändlindudele ja putukatele;

maastiku sobimatus, ebaatraktiivne, visuaalne vastumeelsus, ebamugavustunne;

muutused traditsioonilises laevanduses, kahjulik mõju mereloomadele.

- & nbsp– & nbsp–

18.4. Geotermilise energia võimalikud ökoloogilised ilmingud Geotermiliste elektrijaamade peamine keskkonnamõju avaldub valdkonna arendamise, aurutorustike ehitamise ja jaamade rajamise ajal, kuid enamasti piirdub see põllu pindalaga.

Looduslik aur või gaas saadakse 300–2700 m sügavuste kaevude puurimisel.Aur tõuseb oma surve toimel maapinnale, kus see kogutakse soojusisolatsiooniga torustikesse ja suunatakse turbiinidesse. Näiteks geisrite orus (USA) annab iga kaevu tootlikkus keskmiselt 7 MW netovõimsust. 1000 MW võimsusega jaam vajab 150 kaevu, mille pindala on üle 19 km2.

Geotermilise arengu võimalikud tagajärjed on pinnase vajumine ja seismilised mõjud. Vajumine on võimalik kõikjal, kus aluskihid lakkavad toetamast pinnase ülemisi kihte ja väljendub termiliste allikate ja geisrite voolukiiruste vähenemises ja isegi nende täielikus kadumises. Niisiis, Wairokey välja (USA) ekspluateerimise ajal aastatel 1954–1970. Maa pind vajus ligi 4 m ja pinnase vajumise tsooni pindala oli umbes 70 km2, suurenedes igal aastal.

Kõrge seismiline aktiivsus on üks geotermiliste maardlate läheduse märke ja seda märki kasutatakse ressursside otsimisel. Vulkaanilisest tegevusest põhjustatud soojusnähtuste vööndis on maavärinate intensiivsus aga tavaliselt palju väiksem kui maakoore suurtest nihkumistest põhjustatud maavärinate intensiivsus mööda rikkeid. Seetõttu pole põhjust arvata, et geotermiliste ressursside arendamine suurendab seismilist aktiivsust.

GeoTPP-s kütust ei põletata, seetõttu on atmosfääri paisatavate mürgiste gaaside maht palju väiksem kui soojus- ja elektrisüsteemide osakond, 2004 8 Ageev V.A. TPP-de mittetraditsioonilised ja taastuvad energiaallikad (loengutekursus) ning neil on erinev keemiline koostis võrreldes fossiilkütust kasutavate tehaste gaasiliste jäätmetega. Maasoojuskaevudest toodetav aur on peamiselt veeaur. Gaasi lisandid on 80% süsinikdioksiidist ja sisaldavad vähesel määral metaani, vesinikku, lämmastikku, ammoniaaki ja vesiniksulfiidi. Kõige kahjulikum on vesiniksulfiid (0,0225%). Geotermilised veed sisaldavad lahustunud gaase nagu SO2, N2, NH3, H2S, CH4, H2.

GeoTPP vajadus jahutusvee järele (1 kWh elektrienergia kohta) on 4-5 korda suurem kui TPP oma madalama efektiivsuse tõttu. Jahutamiseks mõeldud heitvee ja kondensaadi väljutamine reservuaaridesse võib põhjustada termilist reostust, samuti soolade, sealhulgas naatriumkloriidi, ammoniaagi, ränidioksiidi ja selliste elementide nagu boor, arseen, elavhõbe, rubiidium, tseesium, kaalium, kontsentratsiooni suurenemist. fluor, naatrium, broom, jood, kuigi väikestes kogustes.

Kaevude sügavuse suurenemisega on võimalik nende voolude suurenemine.

Geotermilise elektrijaama üheks ebasoodsamaks ilminguks on pinna- ja põhjavee reostus puuraugude puurimisel kõrge kontsentratsiooniga lahuste eraldumise korral. Termovee heitvee ärajuhtimine võib niiskes kliimas põhjustada pinnase teatud piirkondade vettimist ja kuivades piirkondades - sooldumist. Ohtlik on torustike lõhkemine, mille tagajärjel võib maapinnale valguda suurtes kogustes soolvett.

Geotermilised elektrijaamad, mille kasutegur on 2–3 korda väiksem kui tuumaelektrijaamadel ja soojuselektrijaamadel, eraldavad atmosfääri 2–3 korda rohkem soojusheitmeid. Lihtsa võimalusena keskkonnamõjude vähendamiseks on vaja soovitada luua maasoojuselektrijaamas jahutusvedeliku ringtsirkulatsioon vastavalt süsteemile "kaev -soojuse eemaldamise sõlmed - kaev - reservuaar". See võimaldab vältida termaalvee voolamist maapinnale, põhjavette ja pinnaveekogudesse, tagades veehoidla rõhu säilimise, välistades pinnase vajumise ja igasuguse seismiliste ilmingute võimaluse.

Geotermilise energia kahjulikud keskkonnamõjud Soojus- ja elektrisüsteemide osakond, 2004 9 Ageev V.A. Ebatraditsioonilised ja taastuvad energiaallikad (loengutekursus) tiki ökoloogiale:

maa võõrandamine;

põhjavee taseme muutus, pinnase vajumine, vesistumine;

maakoore liikumised, suurenenud seismiline aktiivsus;

gaasiheitmed (metaan, vesinik, lämmastik, ammoniaak, vesiniksulfiid);

soojuse eraldumine atmosfääri või pinnavette;

ammoniaagi, elavhõbeda, ränidioksiidiga väikestes kogustes saastunud mürgise vee ja kondensaadi väljutamine;

põhjavee ja põhjaveekihtide reostus, pinnase sooldumine;

suurtes kogustes soolvee heitkogused torujuhtme purunemise ajal.

18.5. Ookeanienergia keskkonnamõjud

Mis tahes tüüpi ookeanienergia muundamisel on teatud muutused mõjutatud ökosüsteemide loomulikus seisundis vältimatud.

Ammoniaagi, propaani või freooni võimalikke lekkeid ookeani, samuti soojusvahetite loputamiseks kasutatavate ainete (kloor jne) võib seostada ookeani soojusenergiat kasutavate seadmete töö negatiivsete tagajärgedega. Süsinikdioksiidi märkimisväärne vabanemine pinnale tõusvatest külmadest süvavetest on võimalik tänu CO2 osarõhu langusele ja temperatuuri tõusule.kütus. Ookeanivete jahtumine põhjustab pinnakihi toitainete sisalduse suurenemise ja fütoplanktoni olulise suurenemise. Pinnale tõustes reostavad sügaval asuvad mikroorganismid ookeani ja selle puhastamiseks tuleb võtta erimeetmeid.

Elektrijaama ehitus avaldab negatiivset mõju soojus- ja elektrisüsteemide osakonna olukorrale, 2004 10 Ageev V.A. Rannikualade ebatraditsioonilised ja taastuvad energiaallikad (loengutekursus), rannik ise ja veekogu kaldariba: muutuvad üleujutustingimused, sooldumine, kallaste erosioon, randade teke jne Muutused põhjavee liikumises mõjutavad rannikualade sooldumise dünaamika.

HRVs asuvas TPP-s uuriti setete ladestumise seaduspärasusi TPP veehoidlas ja tammi taga ning meetmeid nende vastu võitlemiseks. Rane TPS-i käitamine Prantsusmaal on näidanud, et selle projektis vastu võetud ühe basseini kahepoolse toimega skeem säilitab nii palju kui võimalik basseini võnkumiste loomulikku tsüklit ja tagab seeläbi loodete energia ökoloogilise ohutuse.

Laineenergia kasutamine avaookeani süvaveekohtades mõjutab protsesse ookeani piirkonnas. Andurid asuvad rannikust kaugel ja ei mõjuta negatiivselt ranniku stabiilsust.

Konverterite paigaldamisel ranniku lähedale on esteetilisi probleeme, kuna need on rannikult nähtavad. Mitme kilomeetri pikkune Salteri sukelpartide jada on esteetiliselt vähem meeldiv kui nutikalt paigutatud eraldiseisvate toitemuundurite rühm. Lisaks võib pidev andurite rida erinevalt eraldiseisvatest paigaldistest saada navigatsiooni takistuseks ja olla tõsiste tormide ajal laevadele ohtlik.

Rannikuvööndi laineenergia muundumise keskkonnamõju üheks oluliseks küsimuseks on mõju selle piirides toimuvatele protsessidele. Lainetega transporditavaid aineid nimetatakse rannikuseteteks. Nende liikumine on vajalik rannariba stabiliseerimiseks, s.t.

tasakaal erosiooni ja setete vahel. Sellega seoses on soovitav kavandatud lainemurdjate kohtadesse paigaldada laineenergia muundurite ahel, et need täidaksid topeltfunktsiooni: energiakasutus © Soojus- ja elektrisüsteemide osakond, 2004 11 Ageev V.A. Ebakonventsionaalsed ja taastuvad energiaallikad (loengutekursus) lained ja rannikukaitse.

Hüdrotermilise energia kahjulikud keskkonnamõjud:

lekib ammoniaagi, freooni, kloori jne ookeani;

CO2 vabanemine veest;

muutused veeringluses, piirkondlike ja bioloogiliste anomaaliate ilmnemine hüdrodünaamiliste ja termiliste häirete mõjul;

kliima muutumine.

Loodete energia kahjulikud keskkonnamõjud:

rannikualade perioodiline üleujutus, maakasutuse muutus TEC piirkonnas, akvatooriumi taimestik ja loomastik;

hoonevee hägusus, reostunud vee pindmine väljavool.

Laineenergia ebasoodsad keskkonnamõjud:

ranniku erosioon, rannikuliivade liikumise muutumine;

märkimisväärne materjalikulu;

muudatused olemasolevatel laevateedel piki rannikut;

ehitusaegne veereostus, pinnaheitmed.

18.6. Bioenergiajaamade kasutamise keskkonnaomadused Bioenergiajaamad võrreldes traditsiooniliste elektrijaamade ja muude taastuvate energiaallikatega on kõige keskkonnasõbralikumad.

Need aitavad puhastada keskkonda igasugusest reostusest. Näiteks anaeroobne kääritamine - tõhus abinõu mitte ainult loomsete jäätmete müük, vaid ka pakkumine © Department of Heat and Power Systems, 2004 12 Ageev V.A. Ökoloogilise puhtusega mittetraditsioonilised ja taastuvad energiaallikad (loengutekursus), kuna tahked orgaanilised ained kaotavad oma lõhna ja muutuvad närilistele ja putukatele vähem atraktiivseks (lagunemise käigus hävivad patogeenid). Lisaks moodustub täiendav loomasööt (valk) ja väetised.

Olmereovesi ja tahked jäätmed, raie- ja puidutööstuse jäätmed, mis on võimalikud tõsise keskkonnareostuse allikad, on samal ajal energia, väetiste ja väärtuslike kemikaalide tooraineks. Seetõttu on bioenergia laialdane arendamine keskkonnasäästlik.

Küll aga esineb biomassi energiakasutuse käigus kahjulikke mõjusid keskkonnaobjektidele. Puidu otsepõletamisel tekib suur hulk tahkeid osakesi, orgaanilised komponendid, süsinikmonooksiid ja muud gaasid. Osade saasteainete kontsentratsiooni poolest ületavad need nafta ja selle derivaatide põlemissaadusi. Teine puidu põletamise tagajärg keskkonnale on märkimisväärne soojuskadu.

Biogaas on puiduga võrreldes puhtam kütus, mis ei tekita kahjulikke gaase ja osakesi. Samal ajal on biogaasi tootmisel ja tarbimisel vaja võtta ettevaatusabinõusid, kuna metaan on plahvatusohtlik.

Seetõttu tuleks ladustamise, transportimise ja kasutamise ajal lekete tuvastamiseks ja kõrvaldamiseks regulaarselt jälgida.

Biomassi etanooliks töötlemisel toimuvate käärimisprotsesside käigus tekib suur hulk kõrvalsaadusi (pesuvesi ja destilleerimisjäägid), mis on tõsiseks keskkonnasaasteallikaks, kuna nende mass on mitu korda (kuni 10) suurem kui etüülalkoholi kaal.

Bioenergia kahjulikud keskkonnamõjud:

tahkete osakeste, kantserogeensete ja toksiliste ainete, süsinikmonooksiidi, biogaasi, bioalkoholi heitkogused;

soojuse eraldumine, soojusbilansi muutus;

- & nbsp– & nbsp–

mulla orgaanilise aine ammendumine, pinnase ammendumine ja erosioon;

plahvatusoht;

suur hulk jäätmeid kõrvalsaaduste kujul (pesuvesi, destilleerimisjäägid).

- & nbsp– & nbsp–

18. Mittetraditsiooniliste ja taastuvate energiaallikate kasutamise keskkonnaprobleemid

18.1. Energia ja ökoloogia vastasmõju probleem

18.2. Päikeseenergia arendamise keskkonnamõju ................... 2

18.3. Tuuleenergia mõju looduskeskkonnale

18.4. Geotermilise energia võimalikud ökoloogilised ilmingud ........ 8

18.5. Ookeanienergia keskkonnamõjud ................... 10

18.6. Bioenergiapaigaldiste kasutamise ökoloogilised omadused

Kirjandus

Taastuvad energiaallikad

Tehnoloogiad loodusjõudude rakendamiseks inimvajadusi rahuldava töö tegemiseks on sama vanad kui esimene purjelaev. Selliste loodusjõudude rakendamine, mis kaitsevad keskkonda fossiilkütuste põletamise tagajärgede eest, on põhimõtteline atraktiivsus. Päike, tuul, lained, jõed, biomass, maa geotermilise soojuse vood töötavad pidevalt ja alati (sellest ka mõiste "taastuv"). Kõigest eelnevast on elektrienergiaks muundamiseks levinud vaid jõgedes langeva vee energia. Päikeseenergia peamine kasutusala on tänu fotosünteesile põllumajanduses ja metsanduses, kuigi seda kasutatakse üha enam kütteks. Biomassi (näiteks suhkruroo jäägid) põletatakse energia saamiseks, mis suurendab teravilja kasutamist autokütusena. Muude loodusenergialiikide kasutamine on praegu ebaoluline. Ka tänapäeva taastuvenergia kasutamisega kaasnevad esmatähtsad väljakutsed. Näiteks fotogalvaaniliste süsteemide puhul on küsimus selles, kuidas muuta need iseergastavateks elektrigeneraatoriteks. Kasutada looduslikku soojust – kuidas muuta see auruks või kuidas rakendada muid energia muundamise meetodeid.

Kui taastuvate energiaallikate põhiomaduseks on nende kättesaadavus ja suhteliselt laialdane kättesaadavus, siis nende elektritootmises kasutamise põhiprobleemiks on nende ebastabiilsus ja prognoosimatus. Erandiks on geotermiline energia, mis ei ole laialdaselt kättesaadav. See tähendab, et elektrienergia allikaid peavad olema dubleerivad või võimalused selle suuremahuliseks kogumiseks. Kuid peale hüdroenergia akumuleerumise reservuaaridesse või suruõhu reservuaaridesse (vt allpool) ei ole praegu muud võimalust ega ole ette nähtud ka tulevikus. Autonoomsete süsteemide puhul on energia salvestamise küsimused esmatähtsad. Nende ühendamisel olemasolevate elektrivõrkudega tekib küsimus dubleerivatest allikatest. Päikeseenergia kasutamiseks suuremahuliseks ja eriti põhienergia tootmiseks on vähe võimalusi.

Päikeseenergia:"Päike pole tuumaenergia" - mõnikord kõlab jätkuvalt keskkonnakaitse tuumavastase liikumise esindajate ja paljude päikesesoojuse otsest kasutamist pooldavate "tehnoloogiliste optimistide" populaarne loosung. Muidugi võib-olla näeme tulevikus katustel rohkem päikesepaneele, kuna nende hinnad langevad ja me kasutame energiat tõhusamalt, mis aitab kaasa nende laiemale kasutuselevõtule. Päikeseenergial on aga piiratud potentsiaal elektri tootmiseks, kuna see on muutlik ja ettearvamatu. Esiteks katkevad päikeseenergia vood öösel ja pilvise ilmaga. Selle tulemuseks on üsna madal päikeseenergia kasutusmäär, tavaliselt alla 15 protsendi. Teiseks ei ületa tänapäevaste fotogalvaaniliste elementide päikeseenergia elektrienergiaks muundamise koefitsient 12-16 protsenti ja seda pole veel suurendatud, kuigi uuringuid selles valdkonnas on tehtud juba üle mitme aastakümne. Austraalias langeb ilusal päikesepaistelisel päeval maapinnale kuni üks kilovatt energiat ruutmeetri kohta, mis on suunatud päikesekiirtega risti. Kanadas osutub see väärtus palju väiksemaks. Suuremal osal selle territooriumist ei lange ühe ruutmeetri suurusele horisontaalsele pinnale päeva jooksul keskmiselt rohkem kui üks kilovatt-tund päikeseenergiat. Praegu on tähelepanu suunatud kahele päikeseenergia elektrienergiaks muutmise võimalusele. Tuntuim meetod on päikesepatareide kasutamine elektri tootmiseks. Sellel meetodil on suur tähtsus näiteks toiteallikaks kosmosesõidukitele, televõrgu kaugsõlmede sidesüsteemide seadmetele Austraalias ja Kanadas. Fotogalvaaniliste elementide populaarsus oleks seda suurem, mida suurem on nende kasutegur ja madalam maksumus (tänapäeval on fotogalvaaniliste elementide maksumus umbes 4000 USA dollarit toodetud võimsuse kilovati kohta). Koduseks kasutamiseks on päikesepatareide hind endiselt liiga kõrge. Autonoomsete süsteemide puhul tuleb pimeda või pilvise ilmaga kasutada teatud kogutud energia salvestamise meetodeid. Need võivad olla akud, elektrolüüsi teel toodetud vesinik või ülijuhid. Igal juhul on vaja kaasata energia muundamise täiendavatesse etappidesse vältimatute energiakadudega protsesse, mis vähendavad üldist efektiivsust ja suurendavad oluliselt kulusid. Mitmed katselised päikeseelektrijaamad võimsusega 300–500 kW on ühendatud Euroopa ja Ameerika Ühendriikide elektrivõrkudega. Teadusasutustes jätkatakse uurimistööd fotoelementide suuruse vähendamise ja nende efektiivsuse tõstmise suunas. Teine suur uurimisvaldkond on päikesepatareide toodetud energia säästlike salvestamisviiside väljatöötamine päevavalgustundidel. Päikesesoojuselektrijaamas on peeglite süsteem päikesevalguse koondamiseks spetsiaalsele neeldujale, milles eralduv soojus muundatakse kõrgsurveauruks ja juhib turbiine. Kontsentraator on tavaliselt paraboolne reflektor, mis on orienteeritud põhja-lõuna suunas, jälgides päikese teed kogu päeva jooksul. Absorber asub selle reflektori fookuses ja kasutab päikeseenergiat spetsiaalse vedeliku (tavaliselt sünteetilise õli) soojendamiseks temperatuurini umbes 400 kraadi Celsiuse järgi. See vedelik juhib seejärel turbiini ja generaatorit. Praegu töötab mitu sellist elektrijaama võimsusega 80 MW jõuallikaid. Iga selline moodul hõlmab umbes 50 hektari suuruse maa-ala ja nõuab väga täpseid juhtimissüsteeme. Päikeseelektrijaamu täiendavad gaasil töötavad moodulid, mis toodavad umbes veerandi kogu toodetud võimsusest ja jäävad tööle üleöö. 1990. aastate keskel tootsid sellised enam kui 350 MW koguvõimsusega jaamad päikesest ligikaudu 80% maailma elektrienergiast. Tulevikus saab päikeseenergia peamiseks rolliks selle otsene kasutamine kütteks. Inimeste suurim energiavajadus on soojuse vajadus, näiteks sooja veevarustuseks, mille temperatuur ei ületa 60 kraadi Celsiuse järgi. Rohkem kõrged temperatuurid tööstuses nõutav (vahemikus 60 - 110 kraadi Celsiuse järgi). Need vajadused koos määravad energiatarbimise osakaalud tööstusriikides. Tänapäeva esimest vajadust saab mõnes piirkonnas rahuldada päikesevalguse ja soojuse kasutamisega. Päikeseenergia kaubanduslik kasutamine tööstusrajatiste soojusega varustamiseks on tõenäoliselt võimalik lähitulevikus. Selle lähenemisviisi praktiline rakendamine vähendab teatud määral elektritarbimist, vähendab fossiilkütuste tarbimist ja avaldab soodsat mõju keskkonnakaitsele. Ja kui kasutada korralikult isoleeritud soojuspumpasid, saab ka hooneid kütta (või jahutada) väga vähese energiaga. Lõppkokkuvõttes on kuni kümme protsenti tööstusriikides kogu tarbitavast energiast võimalik saada päikesevalguse ja soojuse ratsionaalse kasutamisega. See vähendab osaliselt elektrienergia baastoodangu nõutavat taset.

Tuuleenergia: Aastakümneid on tuulikuid kasutatud kaugemates piirkondades majapidamises elektri tootmiseks ja akude laadimiseks. Üle 1 MW võimsusega tootmismoodulid töötavad nüüdseks paljudes riikides. Tuuleturbiini toodetav võimsus on võrdeline tuule kiirusega kolmanda võimsusega ja paljud turbiinid töötavad tõhusalt tuule kiirusel umbes 7–20 meetrit sekundis (ehk 25–70 km/h). Maakeral ei ole palju piirkondi, kus valitsevad sellised tuuled. Sarnaselt päikeseenergiale nõuab tuuleenergia vaiksema tuulevaiksema ilma korral täiendavaid üleliigseid toiteallikaid või energiasalvestussüsteeme. Praegu on erinevates maailma paikades töötavate tuulegeneraatorite koguvõimsus umbes 15 000 MW. Need on väärtuslik lisand suuremahulistele baaselektrijaamadele. Näiteks Taani saab 10% oma elektrist tuuleenergiast ning olles sõltuv elektriimpordist, kavatseb seda osakaalu suurendada. Kõige ökonoomsemad ja praktilisemad on üle ühe MW võimsusega kommertstuulemoodulid, mida saab koondada väikestesse tuuleparkidesse.

Jõed: Hüdroelekter, mis on jõgede vee muundatud potentsiaalne energia, moodustab praegu 19% maailma elektrienergiast (Austraalia 10%, Kanada 59%). Tippkoormuste kompenseerimiseks kasutatakse peale mõne riigi enamasti hüdroenergiat, sest esiteks saab seda kiiresti ühendada olemasolevate elektrivõrkudega, teiseks on veevarud piiratud. Igal juhul ei ole hüdroenergia tuleviku jaoks paljulubav, kuna enamik maailma geograafilistest piirkondadest, millel on potentsiaali vee potentsiaalset energiat ära kasutada, on kas juba töökorras või muul viisil kättesaamatud (näiteks keskkonnakaalutlustel). Paljude hüdrosüsteemide eeliseks on nende võime kompenseerida hooajalisi (ja ka igapäevaseid) energiatarbimise tippkoormusi. Praktikas raskendab veevarude kasutamist mõnikord niisutusvajadus, mis võib tekkida samaaegselt tippkoormusega. Mõnes piirkonnas võivad geograafilised tingimused piirata hüdroenergia kasutamist hooajaliste vihmaperioodide ajal. Maasoojus: piirkondades, kus kuum maa-alune aur võib jõuda maapinnani, saab seda kasutada elektri tootmiseks. Seda tüüpi geotermiline energia on muutunud laialt levinud mõnes maailma paigas, näiteks Uus-Meremaal, Ameerika Ühendriikides, Filipiinidel, Islandil ja Itaalias. Kokku toodavad need energiaallikad täna kuni 6000 MW võimsust. Samuti on väljavaateid seda meetodit kasutada teistes piirkondades, pumbates kuuma maa-alust vett kohtadesse, kus see pole kättesaadav.

Looded: Esimest korda kasutati loodete energiat lahtedes või suudmealadel Prantsusmaal ja Venemaal (alates 1966. aastast). Turbiinide pööramiseks kasutatakse mõlemas suunas liikuvat loodete vett. Seda tüüpi energiat saab kasutada seal, kus on märkimisväärseid loodete alasid. Näiteks Kanadas on see Fundy laht Nova Scotia ja New Brunswicki vahel. Kogu maailmas on sellel tehnoloogial vähe potentsiaali.

Lained: Lainete liikumisest saadava energia kasutamine võib olla palju tõhusam kui loodete energia. Laineenergia praktilise kasutamise võimalusi uuriti omal ajal Suurbritannias. Sel juhul peaksid elektrigeneraatorid asuma ujuvplatvormidel või rannikukivimite õõnsustes. Vajalike seadmete kõrge hind ja arvukad praktilised probleemid muudavad sellised projektid ebapraktiliseks.

Biomass: Biomassi all mõeldakse taimset või loomset päritolu aineid, samuti nende töötlemisel tekkivaid jäätmeid. Energia otstarbel kasutatakse biomassi energiat kahel viisil: otsepõletamisel või kütuseks (alkoholiks või biogaasiks) töötlemisel. Biomassist kütuse saamiseks on kaks peamist suunda: kasutades termokeemilisi protsesse või läbi biotehnoloogilise töötlemise. Kogemused näitavad, et orgaanilise aine biotehnoloogiline töötlemine on kõige perspektiivikam. 80ndate keskel aastal erinevad riigid töötasid tööstusettevõtted biomassist kütuse tootmiseks. Kõige levinum on alkoholi tootmine. Üks perspektiivsemaid biomassi energiakasutuse valdkondi on biogaasi tootmine sellest, mis koosneb 50-80% metaanist ja 20-50% süsinikdioksiidist. Selle kütteväärtus on 5-6 tuhat kcal / m3. Kõige tõhusam biogaasi tootmine sõnnikust. Ühest tonnist sellest saab 10-12 kuupmeetrit. m metaani. Ja näiteks 100 miljoni tonni põllukultuurijäätmete, näiteks teraviljapõlede töötlemisel võib saada umbes 20 miljardit kuupmeetrit. m metaani. Puuvillakasvatuspiirkondades jääb aastas alles 8-9 miljonit tonni puuvillavarsi, millest võib saada kuni 2 miljardit kuupmeetrit. m metaani. Samadel eesmärkidel on võimalik utiliseerida kultuurtaimede ladvasid, kõrrelisi jm. Biogaasi saab muundada soojus- ja elektrienergiaks, kasutada sisepõlemismootorites sünteesgaasi ja tehisbensiini tootmiseks. Biogaasi tootmine orgaanilistest jäätmetest võimaldab üheaegselt lahendada kolm probleemi: energeetika, agrokeemia (väetiste nagu nitrofoska hankimine) ja keskkonnaalane. Biogaasi tootmise rajatised asuvad reeglina suurte linnade piirkonnas, põllumajandusliku tooraine töötlemise keskused.

Taastuvate energiaallikate suhe elektrienergia põhitarbimisse: päike, tuul, looded ja lained ei asenda söe, gaasi või tuumaenergia kasutamist, kuid need on äärmiselt olulised kasutamiseks maakera teatud piirkondades. Ülalnimetatud põhjustel ei suuda loetletud energiaallikad rahuldada elektri põhivajadusi ega kompenseerida vajaduse korral tippkoormust. Praktikas suudavad need katta vaid 10–20% kogu energiavajadusest ega asenda kunagi kivisütt, gaasi ega tuumaenergiat. Siiski võivad need muutuda äärmiselt oluliseks teatud maailma piirkondades, kus on nende kasutamiseks soodsad tingimused. Sadade tohutute tuuleturbiinide, hõivatud ja kasutamata tohutute maa-alade või tohutute loodetetõkete keskkonnamõjud, rääkimata uutest hüdroenergiaprojektidest, piiravad oluliselt taastuvate energiaallikate kasutamist. Muidugi aitavad sellised tehnoloogiad mingil määral kaasa maailma tulevikuenergiale, kuigi need ei kanna planeedi energiavajaduste rahuldamise põhikoormust. Kui inimkond leiab tulevikus viise päikesepaneelide või tuulegeneraatorite elektri tõhusaks salvestamiseks, muutub nende tehnoloogiate panus põhiliste energiavajaduste rahuldamisse palju suuremaks. Mõnes kohas kasutatakse haripunktivälistel aegadel ja nädalavahetustel kivisöe- või tuumaelektrijaamade üleliigset energiat vee hoidmiseks reservuaarides, mida hüdroelektrijaamad kasutavad seejärel tippkoormuse kompenseerimiseks. Kahjuks ei ole paljudel kohtadel võimalik seda tüüpi pumbatavaid tamme ehitada. Märksa vähemal määral kasutatakse suruõhuhoidlat maa-alustes hoidlates. Meetodeid suurte elektrikoguste haavamiseks hiiglaslikes akupatareides pole veel välja töötatud. Kui vaadata toiteallikat üldiselt, siis on arenenud riikides 24-tunnise ja 7-päevase tsükliga võimsusvoogude ümberpööramiseks (lülitamiseks) ruumi, et rahuldada igapäevast tippkoormust. Tänaseid tipptaseme kompenseerimise seadmeid saaks teatud määral kasutada elektrisüsteemides, mis põhinevad peamiselt taastuvatel energiaallikatel. See võimsus täiendaks suuremahulist energiatootmist päikesepaneelide ja tuuleturbiinidega, kui nad seda teha ei suuda. Päikesepaneelide või tuuleenergia reaalne kasutamine elektrienergia tootmiseks elektrivõrgus peab tagama 100% üleliigse tootmisvõimsuse – hüdro- või soojuselektrijaam. Selge on see, et see on seotud väga kõrgete majanduslike kuludega, kuigi mõnel pool võib see saada tuleviku energeetika arengu aluseks. Loomulikult ei ole see lähenemisviis rakendatav arengumaades, kus elektrienergia põhivajadus on madal.

Taastuvate energiaallikate kasutamise keskkonnaaspektid: Taastuvatel energiaallikatel on oma keskkonnamõju ja kasu poolest erinevad omadused võrreldes fossiil- või tuumakütustega. Positiivsete omaduste hulka kuulub asjaolu, et need ei eralda üldse süsinikdioksiidi atmosfääri ega tekita muid saasteaineid (v.a mõned veehoidlate põhjas tekkivad lagunemissaadused). Kuid kuna nad kasutavad suhteliselt madala intensiivsusega energiat, on nende hõivatav ala palju suurem. Lisaks on seadmete füüsilised mõõtmed samal põhjusel väga suured võrreldes olemasolevate suure intensiivsusega energiaallikatega. Viimane asjaolu nõuab vastavate konstruktsioonide valmistamiseks suuri materjali- ja energiakulusid. Kahtlane on näiteks, et Austraalia rahvas kiidaks heaks Lumiste mägede uute hüdrosüsteemide keskkonnamõju (mis, muide, annavad 3,5% kogu elektrist ja annavad niisutust). On ebatõenäoline, et linnalähedaste suurte alade arendamise projektid päikeseelektrijaamade jaoks heaks kiidetakse, kui selliseid projekte kunagi tehakse. Euroopas on tuuleturbiinid nende müra ja keskkonnaprobleemide tõttu pikka aega vastumeelsed. Tohutud pöörlevad turbiinid tapavad pidevalt suurel hulgal linde. Mõju keskkonnale saab aga teatud juhtudel minimeerida. Näiteks päikesepaneele saab paigaldada maanteede äärde, täites täiendavat müra isolatsiooni funktsiooni, või asuda majade katustel. Eraldi on ka kohad, kus on võimalik tuulikuid ohutult paigaldada.

Bibliograafia.

1. Maailma energiavarud. Toimetanud P.S. Neporožnõi, V.I. Popkov - M .: Energoatomizdaat. 1995 aasta

2. Ogorodnikov I.A., Ogorodnikov A.A. „Säästva arengu poole: ökomaja. Materjalide kogu "M .: Sotsiaal-ökoloogiline liit, 1998.

3. Ajakiri "Noorte tehnoloogia" nr 5, 1990.

4. Lavrus V.S. "Energiaallikad" К .: НТ 1997г.

5. Interneti-ressursid.

Nad ütlevad, et maailma majandus kasvas 2014. aastal 3%, samas toimus veel üks sündmus, mille tähtsus on äärmiselt suur. See on epohhiloov nihe. Fakt on see, et esimest korda ei kaasnenud maailmamajanduse kasvuga süsihappegaasi heitkoguste suurenemist. Aruande esitas ÜRO egiidi all tegutsev taastuvenergiapoliitika võrgustik 21. sajandile.

Selle "süü" oli Hiina aktiivsed jõupingutused taastuvate energiaallikate arendamiseks ja nendele üleminekuks. Taevaimpeerium pani 2014. aastal tööle nii palju hüdroelektrijaamu, "tuuleturbiine" ja päikeseelektrijaamu kui ükski teine ​​riik maailmas. Teine oluline verstapost Hiina arengus eelmisel aastal oli riigi söetarbimise vähendamine esimest korda üle pika aja.

Ja kuidas on lood Venemaaga?

On alust arvata, et taastumatute energiaallikate, eelkõige nafta ja gaasi varud on meie riigis üsna suured. 2013. aastal Moskvas toimunud esimesel rahvusvahelisel foorumil "Taastuvenergia" räägivad akadeemik Fortov ja tehnikateaduste doktor Popel oma ettekandes sellest:

"Venemaa on kahtlemata parem kui ükski teine ​​riik maailmas, tervikuna on ta varustatud oma traditsiooniliste kütuse- ja energiavarudega."

Tõepoolest, enamik Venemaa kodanikud on hästi teadlikud tõsiasjast, et meie riik on nafta ja gaasi ekspordis esikohal. Sellega seoses võib taastuvate energiaallikate arendamine tunduda isegi kapriisina. Siiski ei ole. Miks? Fortovi ja Popeli argumentide hulgas on mitu põhiargumenti, mis põhinevad asjade tegelikul seisukorral:

1. Nii kummaline kui see ka ei tundu, valitseb paljudes riigi piirkondades energiapuudus. See kehtib ka lõunas asuvate Föderatsiooni subjektide kohta. Nad vajavad nii energiavarustust kui ka kütuse tarnimist.

Teadlased ütlevad seda "Nende jaoks on regionaalse energiajulgeoleku probleemi lahendamine sama oluline kui energiaressursse importivate riikide jaoks."

2. Gaasi kasutamine energiaallikana on palju keskkonnasõbralikum tehnoloogia kui kivisöe või naftatoodete põletamine.

Teadlaste hinnangul oli 2013. aasta seisuga Venemaal aga gaasiga varustatud umbes 50% linna- ja 35% maa-asulat. Gazprom esitab oma veebilehel näitajad nn keskmise gaasistamise taseme kohta 2013. aasta alguses: linnades - 70,1%, maal - 53,1%. Üks on igal juhul selge – olukord gaasistamisega pole Venemaal kaugeltki ideaalne. Loomulikult on gaasita piirkondades elavad inimesed sunnitud kasutama kivisütt ja naftasaadusi, mis on kohaliku saasteallikaks.

3. Loodusõnnetused on toonud esile, et tsentraliseeritud elektrivarustuse valdkondades on vaja arendada väikejaotustootmist.

Tänu sellele on võimalik tõsta elektrivarustuse töökindlust tarbijatele väikeasulates, kes varustatakse elektriga elektriülekandeliinide kaudu ning soojusega varustatakse lokaalsete katlamajade abil.

4. RES annab suurepärase "abi"efekti: areneb äri, tekivad uued töökohad, sünnivad uued innovaatilised tehnoloogiad ja tootmine.

5. Venemaal on suured nafta- ja gaasivarud, kuid mitte piiramatud.

Varem või hiljem peate mõtlema muudele energiaallikatele. Energia on aga väga inertne sfäär: selleks, et selles midagi tõsiselt muuta või aastate pärast uuesti üles ehitada, tuleb alustada kohe.

Seega on teadusringkondades tõsised jõud, mis toetavad mõistlikult taastuvate energiaallikate arendamist meie riigis. Mis toimub riigi tasandil? Energeetikaministeerium on sõnadega väga poolt:

„Venemaa energiapoliitikas pöörati taastuvate energiaallikate kasutamise arendamisele Venemaa energiapoliitikas mitmel põhjusel veel viimase ajani, eelkõige traditsioonilise energiatoorme tohutute varude tõttu, suhteliselt vähe tähelepanu. Viimastel aastatel on olukord hakanud märgatavalt muutuma. Vajadus võidelda parema keskkonna eest, uued võimalused inimeste elukvaliteedi parandamiseks, osalemine kõrgtehnoloogiate globaalses arengus, soov parandada majandusarengu energiatõhusust, rahvusvahelise koostöö loogika – need ja muud kaalutlused aitasid kaasa. riiklike jõupingutuste intensiivistamisele rohelisema energia loomiseks, liikumiseks vähese CO2-heitega majanduse poole.

Ja mis on praktikas? Tegelikkuses on Venemaal taastuvenergia. Kahjuks imetleb osa kodanikke välismaistest päikeseelektrijaamadest ega tea, et need on ka meil olemas, mitte ainult nemad.

Näiteks Venemaal on suhteliselt palju väikeseid hüdroelektrijaamasid: Moskva oblastis, Karjalas, Kaukaasias, Ufast ja Orenburgist mitte kaugel. Tuuleenergiat kasutatakse mitmetes Kaukaasia piirkondades ja Peterburi lähedal, samuti riigi põhjaosas Euroopa ja Aasia osades. Tuulepark ehitati näiteks Tiksi - see on tavapärasest "tsivilisatsioonist" äärmiselt kõrvaline koht. Venemaa kasutab Barentsi mere lainete energiat ja arendab geotermilisi elektrijaamu Kuriili saartel, Sahhalinil ja jällegi Kaukaasias. Nagu näeme, on Kaukaasia piirkond koht, kus kasutatakse mitmesuguseid taastuvaid energiaallikaid ning siin "kaevandatakse" ka päikeseenergiat. Päikeseenergiat saab aga arendada ka mujal meie riigis:

Taastuvate energiaallikate vallas on ka riiklik poliitika, samuti on plaanid nende rajamiseks. Üks olulisemaid dokumente selles valdkonnas on valitsuse määrusega kinnitatud riiklik programm "Energiatõhusus ja energiaarendus". Programmis on meile huvipakkuv rubriik - alamprogramm "Taastuvate energiaallikate kasutamise arendamine".

Ühest küljest tundub taastuvate energiaallikate hulga kasv üsna ebaoluline. Tõsine töö on aga ees - hetkel ei ületa taastuvate energiaallikate osatähtsus riigi kogu energiabilansis 1%. Eduka rakendamise korral riiklik programm luuakse üsna tõsine alus taastuvate energiaallikate edasiseks arendamiseks riigis.

Enamik põhiküsimus- kas see on piisav tempo? Oluline on märkida, et taastuvate energiaallikate osakaal maailmas kasvab üsna kiiresti. Mõnes riigis, eriti arenenud riikides, on taastuvate energiaallikate osatähtsus energia kogutoodangus üsna muljetavaldav:

On oht, et Venemaa jääb väga tõsises ja elulises sfääris – energiasektoris – lihtsalt maha ning leiab end paarikümne aasta pärast kehvast olukorrast. Teisest küljest, kas üldiselt on õige keskenduda ainult "osakaalule kogu energiabilansist"? Kas meie riigis poleks parem ennekõike arvestada energiavarustusega? Lisaks tuleb mõista, et taastuvate energiaallikate osakaalu tõstavad nii kõrgele peamiselt energiat importivad riigid. Kui Saksamaal tõuseb taastuvate energiaallikate osakaal keskpikas perspektiivis 30%-ni, ei tähenda see, et meie riik peaks endale sama eesmärgi seadma.

Venemaal on loomulikult vaja arendada taastuvate energiaallikate kasutamist. Siiski on oluline arvestada paljude teguritega: riigi tegelikud majanduslikud võimalused ja tegelikud vajadused ning olukord maailmas.

Venemaal on tohutu potentsiaal ja ulatuslik baas taastuvenergia arendamiseks

Kaasaegses tööstusühiskonnas (ja tahtlikult lühendatud kasutuseaga kaupade tarbimise piiramatu kasvu tingimustes) on energia ulatuslik looduse saastaja.

Teaduse ja tehnoloogia praeguses arenguetapis on igal maailma energiamajanduse segmendil ümbritsevale maailmale hävitav mõju. See kehtib täielikult taastuvate energiaallikate (RES) sfääri kohta, kuna absoluutselt "puhtaid" energiakandjaid ja taastuvenergia seadmeid veel ei eksisteeri, kasvõi juba sel põhjusel, et taastuvenergia rajatised muudavad igal juhul energia ja massivahetuse loomulikku kulgu. biosfäärist.

Samal ajal eristuvad taastuvenergia keskkonnategurid, nii otsesed kui kaudsed, väga mitmekesise ja tugeva mõju poolest. Need tekivad nii taastuvenergia seadmete ehitamise, tootmise, käitamise ja utiliseerimise etapis kui ka "roheliste" energiakandjate kasutamise tehnoloogilises ahelas, mõnikord varjatult ja pikas perspektiivis ettearvamatute tagajärgedega.

Näiteks hüdroelektrijaamade tammide rajamine võib kaasa tuua elanikkonna elatustaseme languse, ökosüsteemide ja kalavarude halvenemise ning pikemas perspektiivis.

Tuuleenergia võib avaldada negatiivset mõju lindudele, nahkhiirtele, vee-elustikule ja inimestele ning tekitada raadiosageduslikke häireid. Geotermiline energia on potentsiaalselt ohtlik maalihete ja vajukeste ning maavärinate tõttu.

Jõuallikate taastuvenergia seadmete kasutamine on lahutamatult seotud energiasalvestite kasutamisega (keemilised, termilised, elektrilised, mehaanilised, genereerivad vahepealseid energiakandjaid, nt vesinik jne), mis saastavad ka ümbritsevat loodust.

Biomassi segmendis tekib keskkonnakoormus juba toorme hankimise etapis (põllumajandustööde käigus, GM taimede kasutamise tulemusena, metsade raadamisel haritavate alade laiendamiseks jne), 2010. aastal. asjakohaste tööstusseadmete tootmine, taastuvenergiajaamade käitamine ja kõrvaldamine (erinevad heitmed ja jäätmed), biokütuste tootmisel, samuti bio- või segakütust kasutavate sõidukite käitamine (tõenäosus, et kütusekulu väheneb). suureneb mootori tehniline ressurss; määrdeained jne.). Siiski tuleb märkida, et biomassi kasvatamisel toimub fotosünteesireaktsiooni tulemusena СО 2 aktiivne neeldumine atmosfäärist, seega tasakaalu (kogu neeldumise ja kogu СО 2 vahe) seisukohast. kasvuhoonegaaside heitkogus selle taastuvenergia sektori kogu olelustsükli jooksul on neelduv süsinikdioksiid.

Maailmas hakati taastuvate energiaallikate kasutamise ökoloogilist aspekti aktiivselt uurima juba mitu aastakümmet tagasi, sealhulgas NSV Liidus. Praegu on Ameerika Ühendriikides kogunenud ulatuslik andmebaas; ELis puudub vastav koondstatistiline teave pika vaatlusperioodi kohta teema suhtelise "uudsuse" tõttu.

Kuidas hakkas taastuvenergia kaasaegset maailma vallutama?

Nõudlus laiendada taastuvate energiaallikate kasutamist kujunes välja 20. sajandi teisel poolel, kui naftaturu ümberkujunemine, OPECi naftakartelli loomine ning sellele järgnenud 1970. aastate nafta- ja majanduskriisid tõid esile 20. sajandi teisel poolel. lääneriikide majandused – välistest toorainetarnetest pärit süsivesinike importijad. Vastavate riikide valitsuste ees seisid kiireloomulised ülesanded mitte ainult leida võimalusi energiatarbimise vähendamiseks ja fossiilkütuste impordi optimeerimiseks, vaid ka alternatiivsete energiaallikate kasutamiseks.

70. aastate lõpus väitsid NSVL teadlased: "Juhtivate kapitalistlike riikide püüdluste tõsidust leida tulevikus energiavajaduse rahuldamiseks laialdaselt erinevaid võimalusi kinnitab tehtud töö ulatus. välja, uute uurimistulemuste kiire kuhjumine ja eeldatavatest arenduskuupäevadest kaugemate projektide väljatöötamine.

2000. aastatel seadsid OECD riigid, omades juba piisaval hulgal teadmisi ja kapitali, kursi uuele tehnoloogilisele korrale ning visandasid uuendusliku eesmärgi – teaduse ja tehnoloogia viimastel saavutustel põhineva vähese CO2-heitega majanduse loomise. Selle tulemusena said taastuvenergia, energiatõhusus, energiasäästlikkus ja CO2 kogumise sektor majanduse "mootorite" staatuse, uued kasvupunktid ja suuremahulise valitsuse toetuse.

Samas tuleb mõista, et lahendused ja tehnoloogiad, mis pakuvad võimalusi inimtekkelise keskkonnakoormuse vähendamiseks (ja argumendiks "kasvuhooneefekti" teooria) segunevad traditsiooniliselt poliitika ja kapitali huvidega, mis eeldab maksimaalset kasumit. See teeb omad kohandused kaasnevate taastuvenergia keskkonnariskide korvi kvalitatiivses ja kvantitatiivses sisus ning ühiskonnal puuduvad veel absoluutselt täielikud ja objektiivsed asjakohased andmed.

Enne selle teema edasist käsitlemist on soovitatav välja tuua taastuvate ressursside ärikäibesse kaasamise ulatus ja taastuvate energiaallikate kasutamise peamised valdkonnad.

Nii on uue sajandi teise kümnendi alguses taastuvenergiarajatised juurdunud maailmamajanduse kõikidel "põrandatel" (mikrotasandist makrotasandini) ja paljudes majandustes, tõrjudes välja süsivesinike energiakandjaid ( ning Saksamaal ja tuumaenergia) kasutatakse laialdaselt elektri- ja soojusenergia tootmisel, samuti transpordis, mereväes ja lennunduses.

2001. aastal hinnati taastuvate energiaallikate (v.a suured hüdroelektrijaamad) osakaalu globaalse energiatarbimise struktuuris 0,5% ja teise kümnendi alguseks lähenes see näitaja 1,6%le (arvestades suuri hüdroelektrijaamu - 8,1%). Absoluutarvudes oli see väga käegakatsutav väärtus – 195 miljonit toe. (986,3 miljonit toe). Võrdluseks, 2011. aastal oli primaarenergia (kõik energialiigid) kogutarbimine Ühendkuningriigis 198 miljonit, Itaalias 168 miljonit ja Hispaanias 146 miljonit toe.

Maailma mastaabis on tekkinud riike, kus ilma taastuvaid energiaallikaid kasutamata on majandustegevus muutunud keeruliseks ja isegi võimatuks. Näiteks Norra sõltub taastuvenergiast 65%, Brasiilia - 39%, Kanada - 27%, Taani, Hispaania ja Saksamaa - vastavalt 18, 13 ja 9%.

2007. aasta kriisieelsel ajal moodustas taastuvenergia umbes 18% maailma elektritoodangust, kusjuures peamiseks allikaks oli veeenergia (HP) – 86,8%.

Tuleb rõhutada, et antud andmed põhinevad ametlikel statistilistel andmetel, mis on saadud meetoditega, mis eeldavad teatud vea olemasolu; maailmas ei saa taastuvate energiaallikate tegelikku mahtu (näiteks küttepuude põletamist arvesse võttes) täpselt mõõta.

Tagasi taastuvenergia keskkonnaaspekti juurde

Otsese ja kaudse keskkonnamõju üldiseks hindamiseks ning ligikaudse vahendina taastuvenergiarajatiste puuduste ja eeliste võrdlemiseks võib kasutada erinevaid hindamiskriteeriume, näiteks:

Mõju maaressurssidele;

Mõju taimestikule ja loomastikule;

Mõju inimesele;

Mõju veevarudele.

Seoses "puhta" arengu doktriiniga on üldtunnustatud ka indikaatorid, mis hindavad taastuvenergia seadmete kogu elutsükli jooksul tekkivate "kasvuhoonegaaside" emissiooni CO2-ekvivalendis.

Vaatleme peamisi parameetreid, mis iseloomustavad erinevat tüüpi taastuvate energiaallikate mõju astet keskkonnale ja võimalusel võrdleme neid süsivesinike energiakandjate näitajatega.

Tuuleenergiat kasutatakse laialdaselt elektrienergia tootmisel. Ülemaailmselt on sellel märkimisväärne tehniline ressurss, kõrge kättesaadavus ja järjepidevus ning suhteliselt madal hind. Tuuleelektrijaamad (TUJ) võivad asuda nii maismaal kui ka rannikuvetes merešelfi peal. Loetletud eelised võimaldavad tuuleenergial konkureerida fossiilkütustega; 2011. aastal moodustas see energiakandja EL elektritootmise struktuuris üle 6%.

Kui seadmed asuvad maapinnal, on väike maa-ala otseselt kaasatud ringi kujul, mille tuuliku tuuleratta läbimõõt on 5-10, ja kaablisüsteem on paigaldatud. maa all. Riikliku Taastuvenergia Laboratooriumi (USA) uuringu kohaselt jääb maatüki kogusuurus vahemikku 12-57 hektarit jaama projekteeritud võimsuse 1 MW kohta, samas kui ainult väike osa sellest on pidevalt hõivatud - vähemalt 0,4. hektarit / MW ja 1,5 ha / MW - ajutiselt (peamiselt ehituse ajaks).

Seega saab tuulikutorni ümbritsevat põhiala kasutada muudeks vajadusteks, näiteks mitteelu- ja taristurajatiste rajamiseks, kariloomade karjatamiseks jne. tööstustsoonid, mis suurendab oluliselt seda tüüpi taastuvenergia atraktiivsust. maaressursside kasutamisest.

Merepinnal asuvad tuuleturbiinid hõivavad suurema ala kui maapealsed paigaldised, kuna neil on märkimisväärsed mõõtmed ja piki merepõhja paigutatud kaablirajatised. Need võivad tekitada probleeme laevanduse, kalapüügi, turismi, liiva, kruusa, nafta ja gaasi jaoks.

Tuuleturbiinid mõjutavad elusloodust, eelkõige linde, kes hukkuvad nii otseses kokkupõrkes tuulikutega kui ka elupaikade hävitamise tagajärjel looduslike õhuvoolude kunstliku muutuse tagajärjel (tuuleratta laba ots võib liikuda lineaarkiirusega ca 300 km / h).

Ameerika Ühendriikides uuritakse pidevalt tuuleturbiinide mõju lindude ja nahkhiirte elupaigale. Riikliku tuulekoordinatsioonikomitee (NWCC) andmetel 11,7 lindu ja 43,2 nahkhiirt aastas 1 MW paigaldatud tuuleturbiini võimsuse kohta, samas kui ekspertide hinnangul see liigipopulatsioone ohtu ei kujuta.

Seadmete asukoha optimaalne valik, tehnilised lahendused (näiteks tuuliku täielik väljalülitamine tuule kiirusel alla teatud taseme, tuuliku väljalülitamine lindude rände ajaks jne), samuti muude tegurite arvestamine. selliste seadmete kasutamise ajal tuvastatud kohalikud tingimused.

Merel töötavad tuuleturbiinid põhjustavad ka lindude hukkumist, kuid vähemal määral kui maismaakompleksid. Tuuleturbiinide peamise negatiivse mõju juurde seda tüüpi hõlmata mereelustiku populatsiooni võimalikku vähenemist ja kunstlike takistuste (riffide) tekkimist.

Tuuleturbiinil võib olla inimesele kahjulik mõju kõrg- ja madalsagedusliku kiirguse allikana, visuaalse mõjuga (virvendusefekt, loodusmaastiku ilu rikkumine – uute "vaatamisväärsuste" tekkimine jne). ), farmi kukkumise või tuuliku mehaanilise hävimise korral. Lisaks võib õnnetusi juhtuda seadmete hoolduse ja remondi käigus, kokkupõrkes lennukituulikutega. Loetletud tegurite mõju aste sõltub suuresti tuuleturbiini konstruktsioonist, selle asukohast, tootmisdistsipliinist ja asjakohaste organisatsiooniliste meetmete rakendamise täielikkusest. Arvatakse, et kui kõik nõuded on täidetud, on tuulikute negatiivne mõju inimesele minimaalne.

Tuulikute mõju veevarudele on tähtsusetu. Vett kasutatakse ainult taimekomponentide tootmisel ja tuuliku tsemendialuse ehitamisel.

Tuuleturbiinide elutsükliga seotud CO 2 -ekvivalendi lindi kahjulike heitkoguste maht on palju väiksem kui soojuselektrijaamade sama näitaja ja jääb reeglina vahemikku 10-20 g / kWh (gaasi puhul jaamad - 270-900 , kivisüsi - 630-1600 g / kWh).

Päikese energial on tohutu ressurss ja seda saab kasutada soojusenergia (päikesekollektorid jne) ja elektrienergia (fotogalvaanilised paigaldised, päikesekontsentraatorid, geomembraanijaamad jne) tootmisel; keskkonnamõju määr sõltub suuresti päikeseseadmete konstruktsioonist ja võimsusest.

Päikeseenergiasüsteemide kasutatav maa-ala määratakse paigalduse tüübi järgi. Madalelektrijaamad võivad seda koormust minimeerida ja paikneda hoonete katustel või integreerida erinevatesse ehituselementidesse (seinad, aknad jne), samas kui tööstusrajatised võivad kasutada laia ala. See fotogalvaaniliste seadmete (FGU) indikaator on vahemikus 1,5-4 hektarit / MW, päikesekontsentraatorite puhul - 1,5-6 hektarit / MW.

On olemas päikesekontsentraatorite projekte, mis hõivavad märkimisväärse ala maapinnast (võrreldav soojuselektrijaamade ja tuumaelektrijaamade omaga). Siiski võib elemente paigutada põllukultuuride kasvatamiseks sobimatutesse aladesse, infrastruktuurirajatiste äärde, olmejäätmete prügilatesse või muudesse piirkondadesse, et vähendada mõju taimestikule, loomastikule ja inimestele.

Töötamise ajal on FGU mõju veevarudele minimaalne; vett kasutatakse ainult päikesepatareide komponentide tootmiseks. Päikesekollektorite konstruktsioon eeldab aga vee kasutamist soojuskandjana ja teatud tüüpi päikesekontsentraatorites võib veekulu (süsteemi jahutamiseks) ulatuda 2,5 tuhande l / MWh-ni.

Negatiivse mõju inimestele määrab peamiselt Föderaalülikooli ränirakkude tootmisprotsess, mille käigus on võimalik kokkupuude kahjulike ja toksiliste ainetega (vesinikkloriid-, väävel- ja lämmastikhape, atsetoon, vesinikfluoriid, galliumarseniid, kaadmiumtelluriid, vask-indium või vask-galliumdiseleniid jne jne). Õhukesekihiliste moodulite valmistamisel kasutatakse vähem kahjulikke aineid, kuid see eeldab ka ohutusmeetmete ranget järgimist.

FSU СО 2 heitkoguste maht on 36-80 g / kWh, päikesekontsentraatorid - 36-90 g / kWh.

Maa sügavusest (200 meetrist kuni 10 kilomeetrini) ammutatud geotermilist energiat saab kasutada elektri- ja/või soojusenergia, aga ka külma ja auru tootmiseks nii muundamise teel (auruturbiinide abil) kui ka otse (puurkaevu pumpamisega). vedelik hoonesüsteemidesse). 2010. aasta alguse seisuga oli maasoojuselektrijaamade koguvõimsus maailmas ligikaudu 11 GW, soojusenergia- umbes 51 GW.

Seda tüüpi jaamu luuakse nii põllumajanduseks vähesobivatesse piirkondadesse kui ka looduskaitsevöönditesse. Nad võivad hõivata üsna suure ala, näiteks maailma suurim geotermiline kompleks The Geysers (USA) asub enam kui 112 ruutkilomeetri suurusel alal, mis vastab konkreetsele alale võimsusühiku kohta 15 hektarit / MW. (e).

Planeedi mägistes piirkondades võib kaevude puurimine ja hüdraulilise purustamisega sarnaste tehnoloogiate kasutamine esile kutsuda maavärinaid ning jahutusvedeliku väljatõmbamine looduslikest maa-alustest reservuaaridest võib põhjustada maalihkeid ja vajutusi (seetõttu pumbatakse see reeglina kihistusse tagasi) . Üldiselt sõltub maasoojuspaigaldise mõju loomadele, taimestikule ja inimesele otseselt süsteemi konstruktsioonist, energiakandja tüübist, rakendatud ohutusmeetmetest ja muudest teguritest ning on vaatamata märgitud puudustele üsna madal tase.

Selliste seadmete vesijahutuskontuuris võib puhta vee vooluhulk varieeruda vahemikus 6-19 tuhat l / MWh, samas kui teatud tüüpi jaamad saavad puurkaevuvedelikku kasutades ilma välisest allikast vett võtmata.

Geotermijaamad on õhusaaste allikaks, eraldades vääveldioksiidi, aga ka vesiniksulfiidi, süsinikoksiide, ammoniaaki, metaani, boori ja muid aineid, mis võivad inimestel esile kutsuda kopsu- ja südamehaigusi. Sellest hoolimata arvatakse, et SO 2 emissioon selles tootmissektoris on kümneid kordi väiksem võrreldes kivisöel töötavate soojuselektrijaamadega.

Üldiselt on selle tehnoloogia puhul saastekoguseks hinnanguliselt 90 g / kWh CO 2 -ekvivalendis, kuid suletud tööahelaga süsteemide puhul piiravad seda näitajat seadmete valmistamisel tekkivad heitmed.

Biomassi kasutatakse laialdaselt soojus- ja elektrienergia, vedelate ja gaasiliste mootorikütuste tootmisel ning mitte ainult maanteetranspordis, vaid ka lennukites ja laevades.

Selle taastuvenergia segmendi mõju maaressurssidele, taimestikule, loomastikule ja inimestele võib olla üsna märkimisväärne. Nii võib näiteks tööstuslike kultuuride kasvatatavate alade laiendamiseks metsafondi hävitada, mis toob kaasa paljude loomaliikide levila vähenemise; sobivate põllukultuuride pindala suurenemine põllumajandusmaal süvendab konflikti toiduainesektoriga.

Samal ajal tekib maailmas märkimisväärne kogus bioloogilisi jäätmeid, mille töötlemine aitab kaasa keskkonna puhastamisele.

Traditsiooniliselt kasutatakse biomassi (puidujäätmed ja kivisüsi, põhk, teatud liiki põllumajandus- ja loomakasvatusjäätmed, tahked olmejäätmed jne) põletamisel. Antud juhul on see keskkonnamõju astmelt sarnane süsivesinike energiaallikatega, kuid samas on selle eeliseks taastuvus.

Kaasaegsete tehnoloogiate areng liigub teise ja järgnevate põlvkondade biokütuste (metanool, etanool, biodiisli ja sünteetilised kütused, lennukikütus, biometaan, vesinik jne) tootmismeetodite loomise suunas pürolüüsi, gaasistamise, bioloogilise ja keemiline töötlemine, hüdrogeenimine jne, mis võimaldavad tõhusalt töödelda igat tüüpi bioloogilisi tooraineid, eelkõige lignotselluloosi. Sobivate tööstuslike lahenduste kasutuselevõtt (EL-is on see planeeritud 2015. aasta järgsesse perioodi) viib tööstuse kvalitatiivselt uuele tasemele ning leevendab selle mõju põllumajandusele ja toiduainetesektorile. Pikemas perspektiivis on oodata bioetanooli ja biokütuste tootmise pidevat kasvu ning ka nende maksumuse kasvu (eeldatavasti stabiliseerub aastaks 2021 biodiisli nominaalhind maailmaturul 1,4 dollari lähedal liitri kohta, bioetanool - 0,7 dollarit 1 liitri kohta).

Biomassisektori mõju veevarudele võib olla väga oluline (olenevalt piirkonnast), kuna tööstuslike põllukultuuride tootlikkuse tõstmiseks on vaja teatud kogust niiskust.

Lisaks võib väetiste ja pestitsiidide kasutamise tõttu tekkida piirkonna pinnavee saastumine.

Biokütuseid kasutava soojus- ja elektritootmise sektorites on veetarbimine kõige sagedamini vahemikus 1 tuhat - 1,7 tuhat l / MWh, kuid jahutussüsteemi tehniliste vajaduste jaoks saab kasutada palju suuremat kogust - kuni 185 tuhat l / MW -h.

Kui biomassi kasutatakse nii otsesel põletamisel kui ka selle erinevate vahelisteks energiaallikateks muutmise meetodeid kasutades, tekivad kahjulikud ained (süsiniku, lämmastiku, väävli oksiidid jne). Kus võrdlev analüüs CO2 heitkogused süsivesinike (gaas, kivisüsi, naftatooted) suhtes näitavad, et see näitaja sõltub suuresti tehnoloogia ja kütuse tüübist (keskmiselt - 18-90 g / kWh) ning mõnel juhul on see biomassi puhul kõrgem kui teiste tüüpide puhul. energiaallikatest.

Veeenergiat kasutavad erineva võimsusega HEJd - mikro-HEJ-dest (mitu kW) kuni suurte HEJ-deni (üle 25 MW), mis on osa riiklikest energiasüsteemidest. Seda tüüpi taastuvenergia mõju maaressursile sõltub eelkõige seadmete tüübist ja võimsusest, samuti maastikust ning võib ulatuda mitmesaja hektarini 1 MW installeeritud võimsuse kohta.

Hüdroelektrijaamad, eriti suured, avaldavad olulist mõju loodusele ja inimestele; seda on piisavalt üksikasjalikult kirjeldatud erinevate organisatsioonide, näiteks WWF, paljudes teaduslikes materjalides.

Hüdroenergiatööstuses on kasvuhoonegaaside heitkogused väikeste jaamade puhul hinnanguliselt 4,5–13,5 g / kWh, suurte hüdroelektrijaamade puhul 13–20 g / kWh.

Mõningatel juhtudel võivad suured hüdroelektrijaamad põhjustada süsihappegaasi ja metaani heitkoguste suurenemist paisu ehitamise käigus üleujutatud mädanenud biomassi tõttu.

Vaid majanduslikest ja poliitilistest kaalutlustest lähtuv hoolimatu taotlemine eesmärgi poole suurendada taastuvate energiaallikate osakaalu energiabilansi kuluosas võib kaasa tuua palju tõsisemaid tagajärgi keskkonnale ja ahelas edasi – majandusele kui kui fossiilkütuste kasutamine. Teisest küljest tuleb mõista, et keskkonnanõuete täisväärtuslik arvestamine toob paratamatult kaasa energeetika arengu pidurdumise ja sellest tulenevalt uute kriisinähtusteni rahvamajanduses. Seetõttu on meie hinnangul vaja mõistlikult kasutada looduse võimalusi ühiskonna vajaduste rahuldamiseks, viia läbi TA-rajatiste mõju keskkonnale põhjalik hindamine ja terviklik uuring ning otsida võimalusi selle piiramiseks ja ennetamiseks.

Praegu on OECD riikides läbimas nelikümmend aastat kestnud etapp taastuvenergia kaasaegse kuvandi kujundamisel. Nad on kogunud vastavaid kogemusi, tuvastanud paljutõotavad tööstuse arengusuunad ja viisid selle integreerimiseks erinevatesse sektoritesse (elektri- ja soojusenergia tootmine, vedelkütuse toitesüsteemid jne) ning kohandanud ka strateegiat taastuvenergia edasiseks edendamiseks regionaalses ja maailmaturgudel, sealhulgas selleks, et anda oma majanduse arengule uus hoog.

Perioodil pärast 2015. aastat on meie hinnangul OECD riikides oodata järgmiste põlvkondade taastuvenergia tehnoloogiate laiaulatuslikku kasutuselevõttu, mis koos teiste teaduse ja tehnoloogia progressi saavutustega (uute materjalide loomine, info ja info arendamine) kommunikatsioonitehnoloogiad, nutikate energiavõrkude laiendamine, hübriid- ja elektriajamite laialdane kasutuselevõtt transpordis jne) tõstavad energeetika tehnoloogilise taseme järgmisele tasemele.

Ühinenud Euroopa riikides on taastuvenergia energiaturu ümberkujundamise ja integreerimise esirinnas. Taastuvenergia suuremahuliste projektide elluviimine ja üleeuroopalise targa energiasüsteemi loomine on mõeldud mitte ainult energiajulgeoleku taseme tõstmiseks, vaid ka selleks, et aidata tugevdada riikide ühtsust EL-is.

Venemaal on tohutu potentsiaal ja ulatuslik baas taastuvenergia arendamiseks eesmärgiga suurendada energiatõhusust ja vähendada energiakulusid kõigis majandusvaldkondades, mitmekesistada mõistlikult energiavarustust paljudele tarbijakategooriatele, parandada olukorda elamumajanduses ja kommunaalteenuste sektoris, samuti väikeste ja keskmise suurusega ettevõtete äritegevuse edendamine. Taastuvenergia võib saada Venemaa tehnoloogilise mahajäämuse ületamise protsessi üheks komponendiks, kuna sellel on positiivne mõju fundamentaal- ja tööstusteaduse ning kõrgtehnoloogilise tootmissektori arengule.

Juba keskpikas perspektiivis on meie hinnangul siseturul võimalik aktiviseerida nõudlust erinevat tüüpi võimsusega säästlike energiaseadmete ja intelligentsete süsteemide järele, mis võimaldavad suurendada tarbijate autonoomiat ja optimeerida energiatootmisprotsesse nii baasil. taastuvatest energiaallikatest ja kombineerituna traditsiooniliste energiaallikatega.

Väliskapital (ja eelkõige Lääne-Euroopa) on majanduslikel, keskkonnaalastel ja muudel põhjustel (ELi maa- ja veevarude piiratus, käibe reguleerimise iseärasused) huvitatud taastuvenergia sektori arengust mitmes endise NSV Liidu riigis. GM põllukultuurid, vajadus täiendava "puhta" energia järele, mitmete piirkondade elanike protestid jne). Venemaa jaoks avardab see võimaluste akent aktiivsete osalejate meelitamiseks taastuvenergia turule.

Asjakohaste investeeringute sissevool ja taastuvenergia projektide elluviimine Vene Föderatsiooni territooriumil peab olema rangelt seotud projektide keskkonnakomponendi põhjaliku uurimisega (põhineb kodumaiste spetsialistide kogemustel ja teadmistel), kõige enam importimist. täiustatud tehnoloogiad ja seadmed, samuti tootmise maksimaalne lokaliseerimine. Keskkonnale ja inimestele negatiivselt mõjuva oskusteabe omastamine, aga ka “toorainelisandi” passiivne roll selles energiasektori segmendis on vähemalt hävitav.

Kirjandus

1. WWF. Tammid ja areng. Otsuste tegemise uus metoodiline alus: Maailma tammide komisjoni aruanne / M., 2009. - lk 65-107.

2. IPCC eriaruanne taastuvate energiaallikate ja kliimamuutuste leevendamise kohta. - 2011 .-- Lk 732.

3. NABU-Bundesverband. Windenergie und Naturschutz. Ein unlosbarer Konflikt? - Berliin, 2012. - S. 5-7.

4. Hans R. Kramer. Die Europaeische Gemeinschaft und die Oelkrise. - Nomos. - Baden-Baden, 1974 .-- S. 91.

5. E.M. Primakov, L.M. Gromov, L.L. Ljubimov jt Uued nähtused kapitalistliku maailma energeetikas / IMEMO RAN USSR, 1979. - Lk 204.

6. BP Statistical Review of World Energy. - juuni 2012. - Lk 40.

8. IEA. Energiatehnoloogia perspektiivid 2010. - Lk 126.

9. Globaalse soojenemise elutsükli heitkogused

10. EWEA. Roheline kasv. Tuuleenergia mõju töökohtadele ja majandusele. - märts 2012. - Lk 11.

11. Murelike Teadlaste Liit. http://www.ucsusa.org/clean_energy/our-energy-choices/renewable-energy/environmental-impacts-wind-power.html

12. National Wind Coordinating Committee (NWCC). Tuuleturbiinide koostoime lindude, nahkhiirte ja nende elupaikadega: kokkuvõte uurimistulemustest ja prioriteetsetest küsimustest. - 2010. - Lk 4-5.

13. Tuuleturbiinide potentsiaalne tervendav mõju. – Healingi peaarst, aruanne, mai 2010.

14. Tuuleturbiinide võimalik paranemismõju / Chief Medical Officer of Heals, aruanne, mai, 2010.

15. USA Keskkonnakaitseagentuur. Parimad tavad päikesefotogalvaanika paigaldamiseks tahkete olmejäätmete prügilatesse. - veebruar, 2013. - Lk 20-22.

16. IPCC. Taastuvate energiaallikate ja kliimamuutuste leevendamise eriaruanne, 2011 .-- lk 416.

17. Geisrid. - http://www.geysers.com/geothermal.aspx

18. Macknick et al. 2011. Elektritootmistehnoloogiate töökorras veetarbimise ja äravoolutegurite ülevaade. - Golden, CO: riiklik taastuvenergia labor. - lk 12.

19. OECD-FAO. Põllumajanduse väljavaade 2011–2020. - lk 79.

20. J. C. Clifton-Brown, I. Lewandowski. Kolme erineva Miscanthuse genotüübi veekasutuse tõhusus ja biomassi jaotamine piiratud ja piiramatu veevarustusega. - 12. aprill 2000.

21. Macknick et al. Elektritootmistehnoloogiate veetarbimise ja vee äravõtmise tegurite ülevaade / Riiklik taastuvenergia labor. - märts 2011. - Lk 14.

22. WWF. Tammid ja areng. Otsuste tegemise uus metoodiline raamistik: tammide maailmakomisjoni aruanne. - M., 2009.

Igor Matveev, kütuse- ja energiaressursside sektori juht

Ülevenemaaline konjunktuuriuuringute instituut, www.eprussia.ru