Состояние энергетики страны. Связь между Производством и потреблением энергоресурсов и состоянием окружающей среды.

С объемами потребления энергии напрямую связаны некоторые показатели качества жизни человека на Земле. Одним из таких показателей принята продолжительность жизни человека. В прошлом столетии по мере роста удельного потребления энергии от минимального значения до 4 т у.т./человека средняя продолжительность жизни человека прямо пропорционально выросла с 30 до 56 лет. Высокий уровень энергопотребления в развитых странах сопровождался высокими показателями качества жизни в этих странах.

Наблюдается определенная статистическая зависимость и для России, Так при изменении в России энергообеспечения примерно от 300 кВт*ч/чел

(1900 г.) до 6500 кВт*ч/чел (1990 г.) прирост средней продолжительности жизни составил почти 40 лет. Сложившаяся после 1991 года экономическая ситуация способствовала снижению уровня энергообеспечения, что сказалось на средней продолжительности жизни, которая снизилась за период с 1991 года на 4÷ 6 лет.

Такая зависимость двух показателей существует, если обратной связью здесь являются показатели роста внутреннего национального продукта, способствующего успехам в медицинских и других научных дисциплинах. Но даже при благоприятном стечении обстоятельств в росте показателя качества жизни может наблюдаться насыщение, а затем и спад. Одна из причин этого тесная взаимосвязь между ростом производства энергии и загрязнением окружающей среды.

При сжигании различных видов топлива в атмосферу с отходящими газами попадают вредные вещества, такие как оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды, пылевые выбросы, количество которых зависит от вида топлива Практически пропорционально количеству потребленной энергии наблюдается рост выбросов углекислого газа в атмосферу (СО2). При

мировом потреблении энергии, эквивалентной порядка 1011 млрд. т.у.т. в год эмиссия диоксида углерода составляет более 6 млрд. тонн в год. Наибольший рост выбросов диоксида углерода наблюдается в последние десятилетия прошлого века (выбросы углекислого газа выросли в три раза по сравнению с уровнем 1950 года). Экологи предсказывают, что накопление углекислого газа в атмосфере приводит к возникновению парникового эффекта и глобальному потеплению климата с катастрофическими последствиями. Падение в 90-х годах производства в России привело к некоторому сокращению производства и потребления энергии, что почти на 40 % снизило выбросы атмосферных загрязнений от стационарных источников. При этом удельные выбросы в г/тыс. руб. остались на уровне 1990 года. Это свидетельствует о том, что в 90-х годах показатели энергоэффективности значительно ухудшились. Под первичной энергией понимается энергия, заключенная в топливо-энергетических ресурсах.

В 1990 году объем вредных выбросов в атмосферу составил в России 65 млн. тонн. Экологически вредным фактором, напрямую связанным с объемом энергопотребления, является тепловое загрязнение. Другие экологически вредные факторы связаны с уровнем энергопотребления опосредованно, Так, уровень загрязнения атмосферы летучей золой предопределяется не только мощностью установки по производству тепла, но и технологией сжигания топлива, качеством устройства пылеулавливания и рассеяния выбросов. В части теплового загрязнения атмосферы, можно сказать, что объемы энергопотребления (топлива, горячей воды, пара) одновременно объемами теплового загрязнения окружающей среды. Динамика теплового загрязнения в мире от энергетических производств представлена, Последнее особенно актуально для водной фауны и флоры, поскольку по сложившейся технологии сброса избыточного тепла значительная часть его отводится в водоемы, что приводит к их значительному подогреву.

Проблема теплового загрязнения имеет два измерения: глобальное и локальное. Можно допустить, сто в глобальном масштабе это загрязнение (уровень 2000 г.) составляет лишь 0, 019% от уровня поступающей на Землю солнечной радиации, то есть не превышает один процент. С другой стороны энергетика хозяйственной деятельности человека достигла уровня энергетических процессов, происходящих в природе, например энергетические затраты в природных процессах фотосинтеза составляют величину порядка 100 млн. МВт, а как следует из таблицы, мощность потока теплового загрязнения составляет 32 млн. МВт.

Гораздо более впечатляющи локальные очаги тепловых загрязнений. Для примера максимальная плотность потока солнечной радиации вблизи земной поверхности составляет 935 Вт/м2. Плотность потока тепла от хозяйственной деятельности человека составляет величину в среднем по Германии 1, 62 Вт/м2, достигая в ряде районов величины 17 Вт/м2, что составляет величину порядка 1, 8% от потока солнечной радиации.

Борьба с тепловым загрязнением с инженерной точки идентична работе по энергосбережению. Чем на более высоком уровне находится энергосберегающие технологии, тем более интенсивно ведется борьба с тепловым загрязнением окружающей среды. Связь здесь прямая. Уменьшив энергопотребление в какой-либо отрасли в два раза, мы уменьшаем связанное тепловое загрязнение в два раза. И так далее по любому из направлений энергопотребления.

Загрязнение гидросферы. Ежегодное потребление воды в России составляет 105 млрд. куб. м., из них около 40% или 42 млрд. куб. м. потребляют энергетические объекты. При этом 1 млрд. куб. м. воды электрические станции сбрасывают химически загрязненной. Другим неблагоприятным фактором является тепловое загрязнение воды – повышение температуры воды в водоемах. Основным фактором, ухудшающим качество воды, является снижение растворимости кислорода (на одну треть при повышении температуры до 30 0С).

Ряд негативных показателей в мировом масштабе. За последние 100÷ 130 лет бурного роста энергопотребления произошли глобальные изменения в природе:

‒ более чем в три раза выросла концентрация углекислого газа в атмосфере;

‒ содержание диоксида серы в атмосфере выросло почти на 80%;

‒ содержание оксида углерода в атмосфере выросло почти на 100% (увеличилось вдвое).

Загрязнение океана нефтепродуктами возросло по сравнению с природным более чем в 3500 раз.

Высокий уровень энергоемкости в сочетании с преобладанием в энергобалансе органических топлив ведет к опасным последствиям для природной среды и человека.