Энергосбережение в современном мире - жизненно важный фактор в связи со значительным дефицитом энергоресурсов. Мировой кризис последних лет резко обострил энергетические и экологические проблемы. Сегодня мы обречены на экономию и сохранение ресурсов, которыми обеспечила нас Природа. Не всегда в решении таких важных вопросов достаточно лишь активности государства. Без вовлечения и активного участия общественности реализация задач энергосбережения в масштабах страны фактически невозможно. И, конечно, поставщики светотехники находятся «на передовой» борьбы за сохранение окружающей среды путем уменьшения потребления электроэнергии для освещения.

Рассмотрим, как работают над решением этой проблемы в Европе.

Как и положено - к вопросу подошли предметно и специально созданной европейской комиссией (ЕК) была разработана Программа Европейского Союза (ЕС) «По защите окружающей среды от вредного влияния электротехнической продукции».

В ее основу заложено три приоритетных направления:

• Климатическое. Оно состоит в уменьшении выбросов углекислого газа (СО 2) на объектах электротехнической индустрии. Планируется уменьшить выбросы СО 2 , пересмотреть нормирование в светотехнике с целью увеличения энергоэффективности (15% всей мировой электроэнергии используется в светотехнике).
• Окружающая среда. Оно состоит в ограничении использования вредных веществ в светотехнической промышленности.
• Утилизация. Направлено на обеспечение безопасности при переработке отходов и ответственности изготовителей продукции.

Перспективы развития светотехнической промышленности сведены к следующим ключевым направлениям:

• постоянная работа над усовершенствованием новых, высокоэффективных, твердокристаллических источников света - светодиодов (LED);
• создание высокотехнологичных материалов для поверхностей.

Снятие с производства высокомощных ламп накаливания с их последующей заменой на компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), замена электромагнитной пускорегулирующей аппаратуры (ЭмПРА), электронной (ЭПРА), переход на использование более тонких трубчатых ламп Т5 - все это уже принесло свои положительные результаты.

У нас дела обстоят гораздо хуже, чем у наших соседей.

В России за 5 лет (с 2006 по 2011 г.) потребление электроэнергии возросло в 2,5 раза, пересмотрена программа ввода новых генерирующих мощностей с 23 до 41 тыс. МВт. Для сравнения, только в 2006 г. в КНР введено 103 тыс. МВт.

На создание 1 кВт новых генерирующих мощностей требуется от 1000 до 3000 условных ед., а на экономию 1 кВт мощности осветительной установки - 200…250 условных ед.

Запрет на применение источников света со световой отдачей ниже 20 лм/Вт (это лампы накаливания, КПД 5…8%) и использование КЛЛ во всех странах мира снизит потребление электроэнергии на величину равную 5 ежегодным потребностям Австралии.

Одна из проблем общества - это преодоление общей опасности экологической катастрофы. Развитие экономики на базе «грязных» технологий приведет к чрезмерным затратам на ликвидацию последствий разрушения биосферы.

Основной загрязнитель окружающей среды в России - это предприятия ТЭК (теплоэнергетического комплекса):

• 48% выбросов вредных веществ;
• 27% загрязненных стоков;
• 30% твердых отходов;
• 70% объема парниковых газов (по СНГ);
• 72% выделение оксидов азота (по СНГ).

Только путем повсеместного энергосбережения можно достичь экологического и экономического эффекта без ущемления интересов общества. Эффективное использование энергии должно стимулироваться на всех уровнях хозяйствования и законодательства.

Набирающая обороты стратегическая программа России по энергосбережению предлагает:

• сократить производство и применение ламп накаливания, малоэффективных ДРЛ и ЭмПРА;
• всемерно и быстро увеличить применение КЛЛ и люминесцентных ламп типа T5 с ПРА;
• основной упор сделать на разработку и производство высокоэффективных светодиодов и световых приборов с ними, применение в проектах освещения.

И, как следствие, весь комплекс мероприятий позволит снизить потребление электроэнергии в освещении минимум в 10 раз!

Компания «ЛайтЭлектроСнаб» постоянно работает над обновлением ассортимента светотехники с учетом веяний времени, понимая и свою причастность к сохранности лесов и полей, рек и озер. Уже сейчас «ЛайтЭлектроСнаб» предлагает высокотехнологичную, энергосберегающую замену всем типам устаревших светильников и ламп. Датчики и сенсоры управления освещением, поставляемые компанией, позволят еще в несколько раз увеличить энергоэффективность при расчете освещения новых объектов. Для модернизации и реконструкции старых, специалисты «ЛайтЭлектроСнаб» профессионально рассчитают и подберут замену.

Если уже сегодня не начать задумываться о будущем, то экологический коллапс неизбежен. Только совместными усилиями мы предоставим своим потомкам возможность наслаждаться пением птиц и журчанием лесных ручейков!

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

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

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

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

Рис. 25. Строение атмосферы

Атмосфера включает по высоте четыре области:

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

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

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

Термосферу, простирающуюся от 80-90 до 200-300 км с непрерывным повышением температуры до сотен градусов.

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

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

Рис. 26. Происхождение парникового эффекта

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

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

*Более эффективное производство, передача и распределение энергии.

* Уменьшение энергоемкости обработки основных материалов.

*Внедрение энергоэффективных моторов и приводов.

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

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

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

*Внедрение совершенных, энергоэффективных газотурбинных циклов.

*Развитие малой гидроэнергетики.

*Переход на природный газ.

*Переработка городских и сельских отходов.

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

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

Экологические проблемы энергосбережения

1.

2.

3.

4. Гидроэлектростанции и окружающая среда.

1. Влияние энергетики на окружающую среду

Энергетика – один из источников неблагоприятного воздействия на окружающую среду и человека. Она влияет на атмосферу (потребление кислорода, выбросы газов, влаги и твердых частиц), гидросферу (потребление воды, создание искусственных водохранилищ, сбросы загрязненных и нагретых вод, жидких отходов) и на литосферу (потребление ископаемых топлив, изменение ландшафта, выбросы токсичных веществ).

Глобальное потребление топлива возросло в 30 раз почти за 200 лет, прошедших со времени начала индустриальной эпохи.

Подобный рост потребления энергии происходил спонтанно, независимо от воли человека. Это не только не вызывало тревоги у широкой общественности, но и рассматривалось как благоприятный фактор развития человечества.

Общепринятая классификация подразделяет источники первичной энергии на коммерческие и некоммерческие.

Коммерческие источники энергии включают в себя твердые (каменный и бурый уголь, торф, горючие сланцы, битуминозные пески), жидкие (нефть и газовый конденсат), газообразные (природный газ) виды топлива и первичное электричество (электроэнергия, произведенная на ядерных гидро-, ветровых, геотермальных, солнечных, приливных и волновых станциях).

К некоммерческим относят все остальные источники энергии (дрова, сельскохозяйственные и промышленные отходы, мускульная сила рабочего скота и собственно человека).

Мировая энергетика в целом основана преимущественно на коммерческих энергоресурсах.

Подобный акцент характерен для длительной индустриальной фазы развития общества в прошлом и, вне всякого сомнения, сохранится и в ближайшие десятилетия.

Однако в последующую четверть века произошли значительные изменения в мировой энергетике, связанные прежде всего с переходом от экстенсивных путей ее развития, от энергетической эйфории к энергетической политике, основанной на повышении эффективности использования энергии и всемерной ее экономии.

Поводом для этих изменений стали энергетические кризисы 1973 и 1979 гг., стабилизация запасов ископаемого топлива и удорожание его добычи, желание уменьшить обусловленную экспортом энергоресурсов зависимость экономики от политической нестабильности в мире. К этому стоит добавить всевозрастающее осознание правительствами цивилизованных стран потенциальной опасности крупномасштабных последствий развития энергетики и озабоченность по поводу растущей деградации условий жизни в связи с экологическим прессом на локальном уровне (кислотные дожди, загрязнение воздуха и воды, тепловое загрязнение).

В течение всей первой половины ХХ столетия уголь с явным преимуществом держал первенство среди источников коммерческой энергии (более 60 % до 1950 г.). Однако в послевоенные годы резко увеличивается добыча нефти, что связано с открытием новых месторождений и с колоссальными потребительскими достоинствами этого вида ископаемого топлива.

Вклад первичного электричества в мировой энергобаланс не являлся определяющим в прошлом (4,3 % в 1950 г.), не определяет энергетику мира в целом и в настоящее время (около 12,6 % в 1995 г.). Отметим, что пересчет первичного электричества производился на основе соотношения, учитывающего глобально осредненный КПД ТЭС равный 0,385 – это равносильно утверждению, что 1 кВт·ч = 0,319 кг у. т. (так называемый «физический эквивалент» 1 кВт·ч первичного электричества, часто без должных оснований используемый в мировой литературе и не предполагающий отличий между тепловой и электрической энергией, составляет лишь 0,123 кг у. т.).

2. Тепловые электростанции и окружающая среда

ТЭС, потребляя энергоресурсы в виде твердого, жидкого и газообразного топлива, производят электрическую (до 75 % общей выработки электроэнергии мира) и тепловую энергии, при этом вся материальная масса топлива превращается в отходы, поступающие в окружающую среду в виде газообразных и твердых продуктов сгорания (рис. 1). Эти отходы в несколько раз (при сжигании газа в 5, а при сжигании антрацита в 4 раза) превышают массу использованного топлива.

Рис. 1. Влияние ТЭС на окружающую среду

1 – котел; 2 – дымовая труба; 3 – турбина; 4 – генератор; 5 – подстанция; 6 – конденсатор; 7 – конденсатами насос; 8 – питательный насос; 9 – линия электропередачи; 10 – потребители электроэнергии

Выбрасываемые в окружающую среду продукты сгорания определяются видом и качеством топлива, а также методом его сжигания. В настоящее время около 70% общего производства электроэнергии ТЭС обеспечивается конденсационными электростанциями.

Вся тепловая энергетика мира ежегодно выбрасывает в атмосферу Земли более 200 млн т оксида углерода, более 50 млн т различных углеводородов, почти 150 млн т диоксида серы, свыше 50 млн т оксида азота, 250 млн т мелкодисперсных аэрозолей. Производство электрической и тепловой энергии на базе органического топлива является, таким образом, уникальным по масштабам материального и энергетического обмена с окружающей средой. Ни у кого не вызывает сомнения, что подобная «деятельность» тепловой энергетики вносит существенный вклад в нарушение того баланса установившихся в биосфере круговых процессов, которое все отчетливее стало проявляться в последние годы. Нарушение баланса отмечается не только по вредным веществам (оксиды серы и азота), но и по углекислому газу. Этот дисбаланс с увеличением масштабов производства электроэнергии на базе органического топлива может, как теперь многие считают, в отдаленной перспективе привести к значительным экологическим последствиям для всей нашей планеты.

Не меньшую тревогу вызывают и огромные безвозвратные потери кислорода из атмосферы.

В зависимости от вида топлива, метода его сжигания и способа удаления золы из топки котла последняя в ряде случаев представляет собой ценное сырье для промышленности строительных материалов и сельского хозяйства (известкование кислых почв и удобрение).

Процессу производства электроэнергии на ТЭС сопутствует также появление различных загрязняющих стоков, связанных с процессом во-доподготовки, консервацией и промывкой оборудования, гидротранспортом золошлаковых отходов. Эти стоки при сбросах в водоёмы губительно влияют на их флору и фауну. В результате создания замкнутых систем водоснабжения снижается или устраняется это влияние.

Большое количество воды используется ТЭС в различных теплообменных устройствах для конденсации отработавшего пара, водо-, масло-, газо- и воздухоохлаждения. Для этих целей вода забирается из какого-либо поверхностного источника (озера, водохранилища, реки) и при прямоточной схеме после использования в указанных устройствах возвращается обратно в те же источники. Эта вода вносит в используемый водоем большое количество теплоты и создает так называемое тепловое загрязнение его. Такого рода загрязнение воздействует на биологические и химические процессы, определяющие жизнедеятельность растительных и животных организмов населяющих естественные водоемы, и нередко приводит к их гибели, интенсивному испарению воды с поверхностей водоемов, изменению гидрологических характеристик стока, повышению растворимости пород в ложах водоемов, ухудшению их санитарного состояния и к изменению микроклимата в отдельных районах.

Основными источниками теплового загрязнения водоемов являются конденсаторы турбин. Из них отводится приблизительно от 1/2 до 2/3 всего количества теплоты, получаемой от сгорания органического топлива, что эквивалентно 35–40% энергии, используемого топлива.

Считается, что для конденсации пара на каждую турбину типа К-300-240 требуется до 10 м 3 /с воды, а для турбины К-800-240 – уже 22 м 3 /с, и все это количество воды покидает конденсатор с температурой не менее 30 °С.

Следует, однако, отметить, что при использовании оборотной системы водоснабжения повышение температуры в водохранилищах-охладителях ТЭС в определенных условиях может оказаться для народного хозяйства экономически вполне оправданным. Известно, например, что в средней полосе России такие водохранилища можно заселять теплолюбивыми растительноядными рыбами, обеспечивающими питательную продукцию 25–30 ц/га в год. Подогретая вода может использоваться также для обогрева теплиц. Использование отходов теплоты позволяет в этом случае создавать так называемые энергобиологические комплексы, над развитием и совершенствованием которых работает широкий круг ученых.

3. Атомные электростанции и окружающая среда

Атомная энергетика после периода быстрого роста в 70-е годы и начале 80-х годов ХХ века испытывает жесточайший кризис, чему причиной всплеск социальных противоречий, экологическая и политическая оппозиция во многих странах, технические трудности обеспечения возросших требований безопасности АЭС и проблема захоронения радиоактивных отходов, перерасход затрат на строительство и сильный рост себестоимости электроэнергии, произведенной на АЭС. Тем не менее, у атомной энергетики есть хорошее будущее, причем, по-видимому, путь к успеху лежит в реализации новых физических принципов. Эффективное развитие атомной энергетики за счет совершенствования традиционных подходов, основа которых заложена еще в 40-е и 50-е годы ХХ века, значительно менее вероятно. В последнее десятилетие количество работающих в мире реакторов и их установленная мощность растут чрезвычайно медленно (на 1 января 1996 г. число их составило 437 при мощности 344 ГВт против 426 и 318 ГВт на 1 января 1990 г.). При всем при том, в мире есть большое количество стран, энергетика которых в значительной мере основана на атомной энергии (Литва, Франция, Бельгия, Швеция, Болгария, Словакия, Венгрия имеют долю «атомного» электропотребления свыше 40 %).

Теплота сгорания 1 кг ядерного горючего в 3,0·10 6 раз больше, чем 1 кг условного органического топлива. ТЭС мощностью в 1 млн кВт потребляет в течение года более 1500 эшелонов угля, в то время как для АЭС при тех же условиях достаточно всего несколько вагонов ядерного топлива. Отсюда следует, что материальные отходы производства электроэнергии на АЭС на несколько порядков ниже, чем на ТЭС. В этом состоит одно из основных экологических преимуществ АЭС перед ТЭС.

Вместе с тем атомные электростанции имеют значительно большие сбросы тепла в водные бассейны, чем ТЭС, при одинаковых параметрах, что связано с повышением интенсивности теплового загрязнения водоемов. Считается, что потребление охлаждающей воды на АЭС примерно в 3 раза больше, чем на современных ТЭС. Однако более высокий КПД АЭС с реакторами на быстрых нейтронах (40–42%), чем у АЭС на тепловых нейтронах (32–34%), позволяет примерно на 1/3 сократить сброс теплоты в окружающую среду по сравнению со сбросом теплоты АЭС с водоохлаждаемыми реакторами.

Проблема радиационной безопасности эксплуатации АЭС является многоплановой и достаточно сложной. Главным источником возникновения опасной радиации является атомное горючее. Изоляция его от окружающей среды должна быть достаточно надежной. С этой целью сначала ядерное топливо формируется в брикеты, материал матрицы которых удерживает большую часть продуктов деления радиоактивных веществ.

Брикеты, в свою очередь, размещаются в тепловыделяющих элементах (твэлах), выполненных в виде герметически запаянных трубок из циркониевого сплава. Если все же произойдет хотя бы незначительная утечка продуктов деления из твэлов, вследствие возникших в них неисправностей (что само по себе мало вероятно), то они попадут в охлаждающий реактор реагент, циркулирующий по замкнутому контуру. Реактор способен выдерживать огромные давления. Но и это не все: реактор окружает мощная железобетонная оболочка, способная выдержать самые сильные когда-либо отмечавшиеся ураганы и землетрясения и даже прямое попадание потерпевшего аварию самолета. Наконец, для полной безопасности населения окружающего района осуществляется защита расстоянием, т. е. АЭС размещается на некотором удалении от жилых массивов.

Другим источником радиационной опасности являются различные радиоактивные отходы, неизбежно возникающие во время эксплуатации реакторов. Различают три вида отходов: газообразные, жидкие и твердые.

Загрязнение атмосферы газообразными (летучими) радиоактивными отходами через вентиляционную трубу ничтожно. В худшем случае оно не превышает нескольких процентов предельно допустимого уровня, установленного нашим законодательством и тем более «Международной комиссией по радиологической защите», требования которой значительно ниже. Это достигается путем использования высокоэффективной системы очистки газов, имеющейся на каждой АЭС.

Таким образом, с точки зрения сохранения чистоты атмосферы АЭС оказались несравненно благоприятнее ТЭС.

Вода, загрязненная низкоактивными радиоактивными веществами, дезактивируется и используется повторно, и лишь незначительное количество ее сливается в бытовую канализационную систему, при этом загрязнение от нее не превышает максимальных уровней, допустимых для питьевой воды.

Несколько сложнее решается проблема с очисткой и хранением высокоактивных жидких и твердых отходов. Трудность здесь состоит в том, что такие радиоактивные отходы не могут быть искусственно нейтрализованы. Естественный радиоактивный распад, который для некоторых из них длится сотни лет, является пока что единственным средством устранения их радиоактивности.

Вследствие этого высокоактивные жидкие отходы должны быть надежно захоронены в специально для этого приспособленных камерах. Предварительно их подвергают «отвердению» путем нагрева и выпаривания, что позволяет значительно (в сотни раз) уменьшить их объем.

Твердыми отходами АЭС являются детали демонтированного оборудования, инструмент, отработавшие фильтры для очистки воздуха, спецодежда, мусор. Эти отходы после сжигания и прессования для уменьшения габаритов помещаются в металлические контейнеры и также захораниваются в подземных камерах (траншеях).

Основными радиоактивными отходами АЭС являются отработавшие твэлы, которые содержат уран и продукты деления, в основном плутоний, остающийся опасным в течение сотен лет. Они также подлежат захоронению в специальных подземных камерах. Чтобы предотвратить растекание радиоактивных отходов при возможных разрушениях подземных камер, их предварительно превращают в твердую стеклообразную массу. Создаются также специальные установки для переработки радиоактивных отходов.

Некоторые страны, в частности Англия и отчасти США, производят захоронение отходов в специальных контейнерах, опускаемых на дно морей и океанов. Такой способ захоронения отводов таит в себе громадную потенциальную опасность радиационного загрязнения морей в случае разрушения контейнеров под воздействием коррозии.

Чтобы полностью устранить радиационную опасность АЭС, их ядерные реакторы снабжаются практически безотказной аварийной защитой, резервными системами охлаждения, срабатывающими при внезапном повышении температуры, устройствами, удерживающими осколки радиоактивных веществ, запасными резервуарами на случай выброса радиоактивных газов. Все это при надлежащем уровне надежности оборудования и его эксплуатации приводит к тому, что атомные электростанции практически не оказывают загрязняющего воздействия на окружающую среду.

Однако потенциальная опасность выброса в атмосферу значительного количества радиоактивных продуктов все же имеется. Она реально может возникнуть при аварийном нарушении герметичности защитных барьеров, которые воздвигаются на пути возможного распространения радиоактивных веществ. Радиационная безопасность АЭС для окружающей среды в этом случае определяется надежностью указанных защитных барьеров, а также эффективностью работы технологических схем, осуществляющих последующее поглощение и удаление радиоактивных веществ, проникающих через указанные барьеры.

На рис. 2 изображена общая схема воздействий АЭС на окружающую среду.

Рис. 2. Влияние АЭС на окружающую среду

1 – реактор; 2 – парогенератор; 3 – турбина; 4 – генератор; 5 – подстанция; 6 – конденсатор; 7 – конденсатный насос; 8 – регенеративный водоподогреватель; 9 – питательный насос; 10, 12 – циркуляционные насосы; 11 – градирня; 13 – линия электропередачи; 14 – потребители электроэнергии

Нами рассмотрены некоторые вопросы радиационной безопасности только для АЭС, работающих на тепловых нейтронах. Для АЭС на быстрых нейтронах возникают дополнительные проблемы обеспечения радиационной безопасности, связанные, в частности, с необходимостью захоронения таких нарабатываемых изотопов, как америций и кюрий.

4. Гидроэлектростанции и окружающая среда

Гидроэнергетика, монотонно развивавшаяся до последнего времени, также переживает трудный период. Одна из наиболее серьезных проблем связана с затоплением земель при строительстве ГЭС. В развитых странах, где значительная часть гидроэнергетического потенциала уже освоена (в Северной Америке – более 60%, в Европе – более 40%), практически нет подходящих для строительства ГЭС мест.

Проектирование и строительство крупных ГЭС ведется преимущественно в развивающихся странах, а наиболее крупные программы реализуются в Бразилии и Китае. Однако использование оставшегося достаточно большого гидроэнергетического потенциала в развивающихся странах ограничивается острой нехваткой инвестиционного капитала в связи с ростом внешнего долга и экологическими проблемами гидроэнергетики. По-видимому, трудно ожидать в будущем заметного увеличения роли гидроэнергии в мировом энергобалансе, хотя для целого ряда стран, прежде всего развивающихся, именно гидроэнергетика может дать существенный импульс экономике.

Технологический процесс производства гидроэнергии экологически безвреден. При нормальном состоянии оборудования ГЭС отсутствуют какие-либо вредные выбросы в окружающую среду. Но создание крупных водохранилищ ГЭС на равнинных реках (Россия – единственная страна мира, где осуществлено массовое строительство мощных ГЭС на таких реках) практически всегда влечет за собой ряд изменений в природных условиях и объектах народного хозяйства затрагиваемой территории.

Положительное значение водохранилищ как регуляторов стока распространяется на территории значительно большие, чем те, на которых оно располагается. Так, энергетический эффект регулирования стока проявляется не только в тех энергосистемах, в которых работает данная ГЭС, но при достаточно высокой ее мощности и в их объединениях. Орошение земель и защита плодородных угодий от наводнений, осуществляемые с помощью водохранилищ ГЭС, охватывают площади, в ряде случаев значительно превышающие площади затоплений.

Орошение земель, осуществляемое с помощью Волгоградского водохранилища, охватывает огромную территорию Заволжья и Прикаспийской низменности. Однако нередко естественные неуправляемые процессы, происходящие в водохранилищах, приводят к неблагоприятным последствиям иногда достаточно широкого плана.

Различают прямое и косвенное воздействия водохранилищ на окружающую природу. Прямое воздействие проявляется прежде всего в постоянном и временном затоплении и подтоплении земель. Большая часть этих земель относится к высокопродуктивным сельскохозяйственным и лесным угодиям. Так, доля сельскохозяйственных земель, затопленных водохранилищами Волжско-Камского каскада ГЭС, составляет 48% всей затопленной территории, причем некоторые из них расположены в пойменной зоне, отличающейся высоким плодородием. Около 38% затопленных земель составили леса и кустарники. В пустынной и полупустынной зонах 3/4 всех затопленных земель приходится на пастбища.

Удельная площадь затопления, т. е. отношение площади зеркала водохранилища ГЭС к ее установленной мощности, колеблется в очень широких пределах. Так, для Цимлянского водохранилища ее значение составляет 16,4, а для Нурекского – всего 0,05. В общем случае энергетическая эффективность затопления будет выше там, где указанный показатель ниже, т.е. при отсутствии специальных мероприятий по уменьшению акватории водохранилищ, – в горной местности.

Косвенные воздействия водохранилищ на окружающую среду изучены не так полно, как прямые, но некоторые формы их проявления очевидны и сейчас. Так обстоит дело, например, с изменением климата, проявляющимся в зоне влияния водохранилища, в повышении влажности воздуха и образовании довольно частых туманов, уменьшении облачности в дневное время над акваторией и уменьшении там среднегодовых сумм осадков, изменении направления и скорости ветра, уменьшении амплитуды колебания температуры воздуха в течение суток и года.

Опыт эксплуатации отечественных водохранилищ показывает также, что количество осадков в прибрежной зоне заметно увеличивается, а среднегодовая температура воздуха в зоне крупных южных водохранилищ несколько снижается. Наблюдаются изменения и других метеорологических показателей.

Изменение климата вместе с подтоплением и переформированием берегов иногда ведет к ухудшению состояния прибрежной древесной растительности и даже ее гибели.

К косвенным воздействиям водохранилищ следует отнести также появление территорий, которые становятся менее пригодными для использования в хозяйственных целях (например, острова в верхнем бьефе, осуходоленные поймы в нижнем бьефе).

Нельзя также не отметить влияния создания водохранилищ на рыбное хозяйство. Здесь следует указать два обстоятельства. С одной стороны, сооружение плотины ГЭС препятствует проходу рыбы к местам нерестилищ, а с другой, требования рыбного хозяйства к режиму стока полностью противоречат задачам регулирования стока, т. е. той цели, для которой и создается водохранилище.

Конечно, было бы неправильно утверждать, что все прямые и косвенные воздействия водохранилищ ГЭС на окружающую среду (а их гораздо больше, чем здесь рассмотрено) имеют только негативную сторону. Обычно каждое из них и их совокупность обладают комплексом как отрицательных, так и положительных свойств.

Общая картина влияния ГЭС на окружающую среду приведена на рис. 3.

Рис. 3. Влияние ГЭС на окружающую среду

1 – водохранилище; 2 – плотина; 3 – здание ГЭС; 4 – генератор; 5 – турбина; 6 – повышающий трансформатор; 7 – подстанция; 8 – линия электропередачи; 9 – потребители электроэнергии

Другие источники первичного электричества (солнечная, ветровая, геотермальная энергия) находятся лишь на пути к промышленному освоению, и в настоящее время их суммарный вклад в мировой энергобаланс измеряется долями процента. Такое положение вызывается причинами экономического характера. Однако по мере технического прогресса появления новых технологических разработок и перехода к массовому производству оборудования, себестоимость электроэнергии, произведенной на базе этих возобновляемых источников энергии, снижается, приближаясь к уровню, характерному для традиционной энергетики.

Большое количество воды используется ТЭС в различных тепло-обменных устройствах для конденсации отработавшего пара, водо-, масло-, газо- и воздухоохлаждения. Для этих целей вода забирается из какого-либо поверхностного источника (озера, водохранилища, реки) и при прямоточной схеме после использования в указанных устройствах возвращается обратно в те же источники. Эта вода вносит в используемый водоем большое количество теплоты и создает так называемое тепловое загрязнение его. Такого рода загрязнение воздействует на биологические и химические процессы, определяющие жизнедеятельность растительных и животных организмов, населяющих естественные водоемы, и нередко приводит к их гибели, интенсивному испарению воды с поверхностей водоемов, изменению гидрологических характеристик стока, повышению растворимости пород в ложах водоемов, ухудшению их санитарного состояния и к изменению микроклимата в отдельных районах.

Основными источниками теплового загрязнения водоемов являются конденсаторы турбин. Из них отводится приблизительно от половины до двух третей всего количества теплоты, получаемой от сгорания органического топлива, что эквивалентно 35–40% энергии, используемого топлива.

Считается, что для конденсации пара на каждую турбину типа К-300-240 требуется до 10 м /с воды, а для турбины К-800-240 – уже 22 м /с, и все это количество воды покидает конденсатор с температурой не менее 30 °С.

Агрессивность и вредное влияние на природу теплой и горячей воды значительно усиливаются одновременным ее отравлением сбросами загрязненных стоков от других источников.

Следует, однако, отметить, что при использовании оборотной системы водоснабжения повышение температуры в водохранилищах-охладителях ТЭС в определенных условиях может оказаться для народного хозяйства экономически вполне оправданным. Известно, например, что в средней полосе России такие водохранилища можно заселять теплолюбивыми растительноядными рыбами, обеспечивающими питательную продукцию 25–30 ц/га в год. Подогретая вода может использоваться также для обогрева теплиц и т. п. Использование отходов теплоты позволяет в этом случае создавать так называемые энергобиологические комплексы, над развитием и совершенствованием которых работает широкий круг ученых.

Вместе с тепловым загрязнением водоемов наблюдается аналогичное загрязнение и воздушного бассейна. Только примерно 30% потенциальной энергии топлива превращается сегодня на ТЭС в электроэнергию, а 70% ее рассеивается в окружающей среде, из которых 10% приходится на горячие газы, выбрасываемые через дымовые трубы.

Энергосбережение и экология - это жизненно важный фактор во всём мире. Обусловлено это существенным дефицитом электрической энергии.

Ежегодно энергосбережение и экология становится актуальным для нашего мира сегодня.

Цена на природные запасы всё время растёт, а их количество только лишь уменьшается. Растут цены на потребляемую нами электрическую энергию, а экологическая обстановка в мире становится хуже.

Общее у энергосбережения и экологии

Многие могут задать совсем логичный вопрос: какое взаимодействие может быть между экологией и электроэнергией? В нынешнее время она видна, как никогда лучше. И многие эксперты утверждаю, что связь есть. Если в промышленности это заметно и очевидно, то в быту прослеживается второстепенная взаимосвязь.

В нынешнее время энергосберегающие технологии применяются на много чаще, что позволяет существенно уменьшить расходы на электрическую энергию. Это минимизирует вредное влияние на природу, и это совсем не удивительно, – ведь каждый из нас стремится жить в прекрасном и чистом мире. Поэтому часто возникают мысли о том, что необходимо ценить чистую воду и воздух, натуральные продукты, а также здоровую окружающую нас природу.

Сегодня человечество наконец-то научилось понимать, что от качества воды и воздуха напрямую зависит его здоровье в будущем. В связи с этим энергосбережение и экология в нынешнее время стоит на первом месте.

Каждый из нас ежедневно использует все находки общества, при этом, оставляя свой «экологический след» от этого. Все они основаны на потреблении энергии.

Тепловые электростанции, вырабатывающие электроэнергию для всего нашего электрического оборудования, которым мы пользуемся каждый день, являются первыми в списке самых загрязняющих производств. Своей работой они оказывают невозвратимый ущерб экологии. В связи с этим использовать тепловую и электрическую энергию следует целесообразно. Только так можно минимизировать ущерб природе.

А если проект на электроснабжение будет выполнен высококвалифицированными мастерами, то это даст возможность оптимизировать электрическую составляющую вашего производства, офиса, квартиры, либо же дома.

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

Платёжки за пользование электричеством ежемесячно «съедают» весомую часть семейного либо производственного бюджета. Поэтому рациональнее всего переходить на современные экологические световые решения. Это позволит не только лишь его улучшить, но и снизить выбросы углекислого газа при его изготовлении.

Основные загрязнители окружающей среды в России

Загрязнителями окружающей среды, бесспорно, на первом месте являются предприятия теплоэнергетического комплекса:

• 27 процентов загрязнённых стоков;


• 48% выбросов вредных веществ;


• 70 процентов объёма парниковых газов;


• 30% вредных отходов;


• 72 процента выделения оксида азота.

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

Как энергосбережение сделать лучше?

Благодаря стремительному развитию технологического прогресса, сегодня мы видим много способов экономии, благодаря которым экономический эффект становится заметным и ощутимым. Ведь замена ламп накаливания в своём доме или на производстве на светодиодное освещение не способна полностью решить эту проблему.

На предприятиях для энергосбережения необходимо выполнить качественное проектирование всей сети электричества. Это даст возможность уменьшить время и деньги для энергосберегающих проектов в будущем.

Энергосбережение каждого дома зависит только лишь от его владельца. Но эксплуатация высокотехнологичных современных приборов вместе с изменением наших привычек позволит нам сберечь до 40 процентов электрической энергии.

Также, грамотно составленный электронный проект даст возможность эффективно использовать всё электрооборудование. А это, в свою очередь, только лишь увеличит экономию.

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

Какая выгода от энергосберегающих и экологосберегающих технологий?

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

• сокращению расходов за электрическую энергию;


• экономическому расходу природных ресурсов (газа, нефти и угля);


• уменьшению вредных выбросов в атмосферу;


• снижению вреда нашему здоровью.

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

Экология планеты является нашим общим с вами делом. Об этом стоит не забывать. Все эти актуальные темы активно поднимаются на ежегодном выставочном мероприятии «Электро», которое проходит в самом крупном комплексе страны ЦВК «Экспоцентр».

Как показывает многолетний опыт, экология и энергосбережение довольно тесно связаны друг с другом. Ведь невозможно отрицать, что нерациональное использование природных ресурсов резко негативно сказывается на окружающей среде. На сегодняшний день человеческая деятельность уже привела к губительному воздействию на экологию, и энергосбережение в современных условиях становится единственной надеждой на изменения в лучшую сторону. Глобальные масштабы преобразований будут достигнуты только тогда, когда каждый человек начнет бережно и экономно расходовать энергетические ресурсы. А в недалеком будущем использование альтернативных источников энергии вкупе с повсеместным энергосбережением дадут возможность обеспечить щадящее отношение к природе.

Активное функционирование и развитие достаточно быстрыми темпами промышленных и энергетических предприятий приводит к целому ряду проблем экологии, и энергосбережение могло бы отчасти способствовать их разрешению. Принятие программы по эффективному использованию ресурсов на государственном уровне стало важным шагом на пути решения первостепенных задач в области экологии. И энергосбережение – важнейшая составляющая этого процесса. От того, как продуктивно будут внедряться технологии энергосбережения, во многом зависит и экологическое состояние. Таким образом, к проблемам экологии и энергосбережения следует применять системный подход, учитывая пропорциональное воздействие экологического здоровья региона на все процессы жизнедеятельности общества.

Сегодня подавляющее большинство стран мира стремится к охране экологии, и энергосбережение – не единственный способ достижения желаемого результата. Приоритетным направлением во многих странах считается сегодня применение возобновляемых источников энергии. Подобные источники более доступны по стоимости и безопасны в процессе применения, чем традиционные источники энергии. Самыми популярными и часто используемыми альтернативными источниками энергии являются солнечные батареи, генераторы ветровой энергии, и гидротурбинные установки. По мощности выработки энергии они не во многом уступают широко известным и применяемым источникам получения энергетических ресурсов, а порой и превосходят их по различным параметрам, но коэффициент полезного действия у них значительно выше. По оценкам экспертов, у возобновляемых источников энергии феноменальный потенциал, при этом они не оказывают вредного влияния на экологию, и энергосбережение в случае полного перехода на альтернативную энергетику отчасти утратит свою актуальность. Но самые оптимистичные прогнозы обещают полный переход к альтернативным источникам энергии не ранее, чем через 30-40 лет, пока же применяются традиционные источники, от этого страдает экология, и энергосбережение в буквальном смысле жизненно необходимо для дальнейшего существования человечества.

Вопросы экологии и энергосбережения рассматриваются сегодня во всех региональных программах развития энергетики, где одним из основных приоритетов является сохранение экологии, и энергосбережению уделяется первоочередное внимание. Комплексный подход к экологии и энергосбережению позволит всем получить свои плюсы. Обычный гражданин сможет меньше платить по счетам за израсходованные им энергоресурсы, а промышленные предприятия, как гигантские, так и небольшие, снизят себестоимость конечного продукта и количество издержек в процессе производства. Суммы, сэкономленные благодаря рациональному использованию энергетических ресурсов, государство сможет направить на развитие экономики и социальной сферы, а главное – природа сможет хоть немного отдохнуть от непрерывного воздействия людей.