Экономические и экологические последствия потери энергии

С развитием человеческой цивилизации появляется серьезная опасность прийти в тупик эволюции. В природе и обществе все актуальнее становятся последствия потери энергии для экономики и экологии. Рассмотрим масштаб этих последствий и возможные пути их преодоления.

Последствия потери энергии для экономики и экологии

К торможению прогресса человечества на планете Земля приведет избыток расходуемой людьми энергии, особенно энергетические неконтролируемые выбросы в окружающую среду. Экологические проблемы энергетики могут стать необратимыми.

В таблице ниже для наглядности даются сведения объема добычи различного углеводородного топлива по мировым запасам. Из таблицы видно, что такое потребление выросло от 1,5 до 6 раз.

Рамочная Конвенция об изменении климата, принятая большинством мирового сообщества в 1992 году, стала реализовываться с 1994. Люди повсюду стали задумываться о необходимости срочного сокращения выброса в атмосферу «парниковых» газов.

Экологические проблемы энергетики

В энергетике используются разные виды источников топлива для получения энергии.

Среди основных можно назвать следующие:

1. уголь, мазут (на ТЭС — теплоэлектростанция);
2. атомная энергия (на АЭС — атомных электростанциях);
3. природный газ;
4. водород (в водородной энергетике);
5. гидроэнергетика на основе мощности воды (на ГЭС — гидроэлектростанции);
6. геотермальная энергия;
7. геоэнергетика на основе силы ветра (ветряные электростанции);
8. солнечная энергия (в СЭС — солнечной электростанции).

Половину общего баланса используемой энергии по всему свету составляет потребление электроэнергии. Доля энергоресурсов в мире выросла за 50 лет практически на 50 процентов. Это объясняется тем, что электрическую энергию можно сравнительно с другими видами дешево вырабатывать на электростанциях в огромных количествах и осуществлять передачу на большом удалении от различных потребителей.

Наиболее экологически оправдана эксплуатация солнечного излучения. На СЭС отсутствуют вредные выбросы и не нарушен энергетический баланс — количество энергии, попадающей на солнечную батарею, полностью совпадает с выделяемой на земную поверхность, неважно как, напрямую или уже после употребления.

К тому же годовой объем неиссякаемой солнечной радиации, получаемой Землей, гораздо превосходит уровень энергетического производства в современном мире. Однако для производства самих панелей солнечных батарей требуются особые материалы, а это уже процесс добычи сырья, наносящий вред окружающей среде.

Энергосбережение при использовании природного газа сегодня самое эффективное и дешевое. Природное топливо — экологически обоснованное средство решения большинства проблем энергетики.

Угольная зола содержит токсичные компоненты.

Проблемы тепловой энергетики

Сегодня становится актуальным вопрос смены источников энергии.

Главные проблемы тепловой энергетики в наши дни:

• Имеющиеся ограничения мировых запасов на сегодняшний день традиционно используемых топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) — природного газа хватит на 60 лет, нефти — лишь на 40 лет, залежей угля — на 200 лет.
• Мировое неравномерное распределение топливно-энергетических ресурсов.
• Отсутствие стабильности на энергетических рынках.
• Оказание масштабного влияния мирового энергосектора на природное окружение, повлекшее глобальное потепление климата.

В зависимости от качественных топливных ресурсов меняется воздействие на природную сферу. К чистым видам топлива относится газ, затем по степени загрязнения идут нефть с мазутом, разновидности каменного угля, включая бурый уголь, горные породы сланцев.

Пути решения

На текущий момент пока еще имеются пути решения улучшения ситуации с последствиями энергетических потерь.

Необходимо начать сообща действовать в различных направлениях:

1. Развивать передовые технологии энергосбережения.
2. Диверсифицировать энергетические источники.
3. Развивать альтернативные новые варианты получения энергии с минимальными потерями.
4. Провести оптимизацию энергопотребления.
5. Нацелить производства на проведение экологически ориентированной грамотной экономической политики.
6. Выработать механизм поощрения решения энергетических проблем с помощью финансовых инструментов.

Значительно снизить отрицательный эффект энергетики и повысить топливный КПД (коэффициент полезного действия) можно, используя топливные ресурсы на ТЭЦ вместо ТЭС. Это приблизит объекты получения электроэнергии к расположению ее непосредственного использования, что значительно сокращает потери энергоресурсов при перенаправлении на удаленные расстояния. К тому же на ТЭЦ охлаждающими агентами улавливается и активно эксплуатируется тепло.

Развитие современной энергетики

Классификацию энергоресурсов современной энергетики составляют основные направления развития по различным способам получения энергии.

Среди них можно назвать следующие:

• От ископаемого топлива, включая каменный уголь, нефть, природный газ. На этой основе работают теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) и тепловая электростанция (ТЭС).
• Гидроэнергия подразделяется на энергию рек (ГЭС — гидравлические электростанции) и энергию приливов (ПЭС — приливная электростанция).
• Энергия Земли, обретенная при использовании теплоты земных недр, на ее основе работают ГеоТЭС.
• Энергия ветра вырабатывается силой воздушного потока. По этому принципу действуют ветроэлектростанции (ВЭС).
• Ядерная энергия, получаемая в результате расщепления атомного ядра (на этом основана работа АЭС — атомная электростанция), а также, выделенная при слиянии ядер, заложена в основу работы термоядерного реактора.
• Энергия Солнца, когда потребляется солнечное излучение, используется в электростанциях этого типа.

В перспективе реальными путями защиты от климатических изменений в дополнение ко всему вышеперечисленному может стать создание модульных станций на природном газе с применением топливных элементов и утилизация сбросного тепла станций с отработанным паром.

Перспективы энергетической отрасли

Важнейшая задача энергетической отрасли — вырабатывать как можно больше конечного продукта и передавать его с помощью ЛЭП на удаленные расстояния.

К энергоресурсам прошлого и даже уходящего настоящего практически уже можно отнести все невозобновляемые природные ресурсы нашей планеты: уголь, газ и нефть.

Учитывая, что современное общество потребляет этот вид сырья с громадной скоростью, ежегодно увеличивая объемы добычи и использования ископаемого топлива, эти природные ресурсы в ближайшие десятилетия исчерпают себя. Поэтому главной перспективой электроэнергетики станут такие неисчерпаемые природные ресурсы в качестве альтернативных источников, как солнечное излучения, тепло недр Земли и сила воды.

Для экологии

Из всех видов энергетического производства самыми экологически опасными считаются атомные электростанции.

АЭС вбрасывают огромный уровень тепла в гидроисточники, усиливая процесс теплового загрязнения водных ресурсов.

Для того чтобы снизить отрицательное действие на экологию от энергетики, ученые предлагают:

• Заменить устаревшее оборудование по очистке современным.
• Повсеместно установить на ТЭС специальную фильтрацию по улавливанию выбросов твердых вредных загрязнителей.
• Проводить предварительную десульфурацию разных видов топлива с целью сокращения поступлений в атмосферу соединений серы.
• Улучшить изоляционные характеристики домов для экономии в быту электроэнергии.

Вопросами безопасности выбросов АЭС для экологии нашей планеты занимается Штаб-квартира МАГАТЭ (Международного агентства по атомной энергии) в Вене.

Проблемы развития

Энергетические потери для экономики являются главной стратегической угрозой энергетической безопасности любой из стран мира. Эти потери случаются как следствие дефицита мощностей, вызываемого инерционностью топливно-энергетических комплексов (ТЭК):

• недостаточное время, выделяемое на возведение объектов энергетики;
• слабо развитая инфраструктура сопряженных с энергетикой производств;
• незначительное геологическое освоение новых территориальных площадей;
• ресурсные ограничения по финансам, материальной базе и по трудовым резервам.

Последствия таких энергетических потерь могут вылиться в дефицит энергоснабжения целых государств.

Масштабный экономический ущерб, спровоцированный нарастающим дефицитом электроэнергии, может вызывать значительные проблемы развития электроэнергетики, приводя к замедлению экономического движения государства, к резкому снижению производственных объемов в отдельных отраслях, вызывая отставание развития экономики от ее потребностей.

Решить проблему борьбы с последствиями энергетических потерь для мировой экономики и экологии можно путем внедрения ее альтернативных источников. Важно обоюдное стремление стран к снижению зависимости от исчерпаемых запасов энергетического сырья в виде углеводородов и каменного угля, приводящих к деградации природной среды, к новым технологиям выработки энергии путем развития возобновляемых источников.