Влияние энергетики на экологию: Влияние на окружающую среду / Электроэнергия / ЕНЕРГОПОСТАЧАЛЬНИК

Экология и энергетика

Май 25, 2013 / Николай Одегов, Специалист по экологии

Мир современной энергетики является основополагающим условием для развития разнообразных отраслей промышленности. Промышленно развитые страны отличаются стремительными темпами развития энергетики, которые опережают темпы развития отраслевой промышленности.

В свою очередь, энергетика является серьезным источником неблагоприятного воздействия на человека и окружающую среду. Это влияние сказывается на атмосфере, за счет высокого потребления кислорода, выбросов газов, твердых частиц и влаги.

Гидросфера страдает из-за потребления воды на нужды энергетики, создания искусственных водохранилищ, сбросов жидких отходов, нагретых и загрязненных вод. Существенно изменяется и литосфера по причине чрезмерного потребления ископаемых топливных ресурсов, изменения ландшафтов, выброса токсичных веществ.

Влияние на водные ресурсы

Современные гидроэнергетические технологии отличаются, как преимуществами, так и недостатками. К примеру, количество произведенной электроэнергии зависит от водных ресурсов, которые могут истощаться во время засухи.

Это играет огромную роль для энергетического комплекса страны. Энергетика и экология – сомнительное сочетание, когда речь идет о строительстве плотин, переселении жителей, заилении водохранилищ, пересыхании русел рек, затоплении огромных территорий, значительной затратности проектов.

Изменение уровня воды в реках приводит к полной гибели растительности, плотины становятся серьезным препятствием для миграции рыб, ГЭС многокаскадного типа уже превратили реки в озера, перерастающие в болота. Россия получает при использовании гидроресурсов не более 20% энергии, а при строительстве только одной ГЭС затапливается более 6 миллионов гектар. Таким образом, энергетика влияет на экологию, и это неравноценный по потерям для природы обмен.

Истощение, загрязнение

Что касается влияния энергии ТЭС на экологию, то можно отметить, как главный фактор, выделение вредных веществ в виде закиси углерода, соединений азота, свинца и значительного количества тепла. 5 миллиардов тонн угля ежегодно сжигается и более трех миллионов тонн нефти, что сопровождается гигантским выбросом в атмосферу Земли тепла.

Нынешние темпы потребления угля приведут к неминуемому истощению ископаемого через 150 – 200 лет, нефти — через 40 – 50 лет, газа, предположительно, — через 60. Полный спектр работ по добыче, транспортировке и сжигании данного вида топлива сопровождается процессами, ощутимо влияющими на загрязнение окружающей среды.

Влияние энергетики на экологию связано с добычей угля и засолением водных ресурсов. Помимо этого, откаченная вода содержит радон и изотопы радия. А атмосфера загрязняется продуктами сжигания угля в виде оксидов серы – 120 тысяч тонн, окислов азота – 20 тысяч тонн, пепла 1500 тонн, оксида углерода – 7 миллионов тонн.

Кроме того, происходит при горении образование более 300 тысяч тонн золы, включающей в себя 400 тонн токсичных металлов в виде ртути, мышьяка, свинца и кадмия. Работу ТЭС можно сопоставить, по выбросам в атмосферу радиоактивных веществ, с работой АЭС аналогичной мощности.

Ежегодные выбросы оксидов углерода способствуют повышению температуры на Земле, что может привести к вполне предсказуемым климатическим изменениям.

Влияние энергетики на экологию, когда речь идет о нефти и газе, достигло катастрофических и глобальных масштабов. Ученые утверждают, что выбросы от сжигания нефти и угля ежегодно влияют на состояние здоровья людей примерно так же, как авария на Чернобыльской АЭС. Этот «тихий Чернобыль», обладает последствиями, результаты которого пока невидимы, но они целенаправленно и постоянно уничтожают экологию.

Как получить энергию без вреда для экологии

Солнце – неисчерпаемый источник тепла. Среди существующих традиционных видов альтернативной энергетики (энергия волн, земли, ветра, приливов, геотермальная энергия, а также энергия из газа от мусорных свалок и навоза на фермах) основным видом является энергия Солнца.

Человеческий мир, постоянно находящийся в поисках энергии, только недавно обратил внимание на источник энергетического изобилия. Использование энергии Солнца для нужд промышленности на данном этапе обходится дорого.

Но тенденция снижения цен за последние годы существенно снизилась и за последние пять лет стала в два раза ниже первоначальной. Изменение и усовершенствование технологий уже завтра может сделать солнечную энергию доступной и неограниченной.

Альтернативная энергетика и экология: факты

• Возобновляемые источники энергии в Шотландии приходятся на треть всего объема вырабатываемой энергии.
• К 2027 году Евросоюзом планируется довести долю альтернативной энергетики до 20%.
• Альтернативная энергетика способствует созданию рабочих мест.
• Использование отходов жизнедеятельности крупного рогатого скота в целях переработки в биогаз даст возможность обеспечить электроэнергией жителей планеты и сократить выбросы парниковых газов.
• Альтернативная энергетика — более привлекательная отрасль для инвесторов, которые отдают ей предпочтение перед другими видами топлива.

Эти и многие другие факты могут обеспечить наши энергетические потребности без ущерба для экологии, что оздоровит нашу природу и население планеты.

Для снижения негативного влияния топливной энергетики необходимы новые технологии

7 Декабря 2020 19:00

НУР-СУЛТАН. КАЗИНФОРМ — Для снижения негативного влияния энергетической отрасли необходимо развивать новые технологии возобновляемой энергетики и расширять применение атомной и водородной энергетики. Так считают ученые и эксперты, передает корреспонденты МИА «Казинформ».

Основными источниками энергии в ХХ веке и по настоящее время являются ископаемые виды топлива, такие как уголь, нефть и газ, в малой степени используются гидроэнергетика, атомная энергетика, а также различные виды возобновляемых источников энергии.

По данным обзора «Экологические последствия добычи, транспортировки и переработки ископаемого топлива», ископаемые виды топлива обеспечивают производство более двух третей получаемой в мире электроэнергии.

Согласно прогнозам Международного энергетического агентства (МЭА) глобальный спрос на энергию увеличивается стремительно (около 3% в год). При сохранении такого роста к середине XXI века мировой энергобаланс может возрасти в 2,5 раза, к концу века – в 4 раза.

Ученые отмечают, что увеличение потребностей в энергии связано с ростом населения, улучшением качества жизни, развитием промышленности.

Удовлетворение растущих потребностей в энергии сегодня связано с ростом добычи нефти, газа и угля. Однако это приводит к таким серьезным проблемам как:

1) истощение природных ресурсов;

2) ухудшение экологической обстановки.

Для того, чтобы определить воздействие источников энергии на экологию необходимо рассмотреть весь производственный цикл, от добычи топлива до производство электроэнергии и обращения с отходами.

Какие же проблемы, связанные с негативным воздействием на экологию, возникают в процессах добычи, транспортировки и использования ископаемых видов топлива?

Добыча угля осуществляется карьерным и подземным (шахтным) способами. Карьерный способ добычи угля оказывает большое влияние на окружающую среду, т.к. приводит к образованию больших разрезов на поверхности земли. Карьерная разработка угольных месторождений почти всегда сопровождается откачкой воды за пределы карьера, взрывными работами, извлечением угля и созданием отвалов «пустой» породы. В результате ухудшаются характеристики почв, что приводит к гибели или деградации растительности, загрязнению воды и атмосферы, подъему уровня грунтовых вод и заболачиванию территорий.

Согласно исследованиям подземная разработка угольных месторождений оказывает негативное влияние на поверхностные воды, подземные воды, животный мир, растительность, геологическую среду и атмосферный воздух. Также серьезным последствием добычи угля является высокая степень заболеваемости, травматизма и смертности особенно при шахтных способах добычи.

Добыча нефти и газа осуществляется на суше и в море. Наземная добыча нефти приводит к необратимым деформациям земной поверхности, нарушению растительного и почвенного покровов, загрязнению водной среды и атмосферы, развитию эрозионных процессов.

Добыча нефти и газа на море также имеет негативные экологические последствия, которые связаны с бурением и аварийными разливами нефти. Воздействие бурения на водную среду происходит в процессе слива в море отработанных буровых растворов и выброс из скважины выбуриваемых осадков. Кроме того, загрязнение морской акватории часто связано с авариями на нефтедобывающих морских установках.

Процесс транспортировки топлива, который также требует затраты сил и средств, также вызывает экологические проблемы. Так, для перекачки газа требуется много энергии, приходится сжигать тот же уголь или мазут. А это приводит к выбросам вредных веществ. Опасность может возникнуть также при авариях на трубопроводах или железнодорожных цистернах.

Для производства энергии добытое органическое топливо сжигают, при этом вся его масса переходит в отходы. При сжигании установки выбрасывают в атмосферу большое количество диоксида серы, оксиды азота и аэрозоли, которые содержат токсичные вещества. Оксиды азота попадают в верхние слои атмосферы и вызывают разрушения озонового слоя. При соединении с водой оксиды азота и серы образуют кислоты, которые оседают в виде кислотных дождей.

В результате, подкисляется почва, наносится вред биосфере, ускоряются процессы коррозии металлов, обостряются заболевания человека и животных. Загрязненная атмосфера вызывает различные заболевания такие как рак легких, горла и кожи, расстройство центральной нервной системы, аллергические и респираторные заболевания, дефекты у новорожденных. Кроме того, поступление в атмосферу углекислого газа приводит к парниковому эффекту и глобальному изменению климата.

Проблемам негативного влияния энергетической отрасли на экологию посвящено большое количество различных исследований. По мнению большинства экспертов, для снижения негативного влияния энергетической отрасли, использующей традиционные источники, необходимо развивать новые технологии возобновляемой энергетики, а также расширять применение атомной и водородной энергетики.

Моя Энергия: Энергия и экология

/ Образование / Экономное использование энергии / Энергия и экология

Взаимоотношения человека с окружающей средой изучает наука экология. В переводе с греческого слово «экология» означает «наука о доме». Ученые-экологи изучают, как в «доме», то есть в природе, сосуществуют люди, растения и животные, как их деятельность воздействует на окружающую среду и как можно уменьшить негативные последствия этого воздействия.

Сама по себе энергия, вырабатываемая на электростанциях, окружающую среду не загрязняет. А вот побочные продукты ее выработки вполне могут стать опасными для природы. Сегодня основной источник энергии в мире – это органическое топливо (уголь, нефть, газ, мазут и пр. ). Чтобы преобразовать его в энергию, его нужно сжечь, а при сжигании топлива выделяются вредные вещества. Чтобы минимизировать загрязнение атмосферы, тепловые электростанции сегодня оборудуют специальными фильтрами, которые не допускают попадания загрязняющих частиц в атмосферу. Помимо этого, все больше электростанций переходят на один из самых экологически чистых видов топлива – природный газ. 60% электроэнергии в России сегодня вырабатывается на газе.

Гидроэнергетика и атомная энергетика тоже не совсем безопасны для окружающей среды. Гидроэнергетика – из-за весеннего разлива водохранилищ, испарения огромных объемов воды с их поверхностей и связанной с этим перемены климата. Атомная энергетика – из-за чрезвычайно токсичных отходов, которые необходимо хранить глубоко под землей с соблюдением серьезных мер предосторожности.

Существует ли возможность полностью нейтрализовать воздействие энергетики на окружающую среду? Да, и она заключается в использовании экологически чистых, возобновляемых источников энергии, которые также называют альтернативными. Энергия будущего – это энергия солнца, ветра, подземных недр, океанских волн и приливов. О том, как альтернативные источники энергии используются в наше время, читайте в разделе «Источники энергии».

Статья на тему:» ВЛИЯНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ»

Тимофеева Ю. А.

ВЛИЯНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Производство энергии, являющееся необходимым средством для существования и развития человечества, оказывает воздействие на природу и окружающую человека среду. С одной стороны в быт и производственную деятельность человека настолько твердо вошла тепло- и электроэнергия, что человек даже и не мыслит своего существования без нее и потребляет само собой разумеющиеся неисчерпаемые ресурсы. С одной стороны, человек все больше и больше свое внимание заостряет на экономическом аспекте энергетики и требует экологически чистых энергетических производств. Это говорит о необходимости решения комплекса вопросов, среди которых перераспределение средств на покрытие нужд человечества, практическое использование в народном хозяйстве достижений, поиск и разработка новых альтернативных технологий для выработки тепло — и электроэнергии и т.д.

Энергетика является определяющей и для экономики, и для экологии. От нее в решающей мере зависит экономический потенциал государств и благосостояние людей. Она же оказывает наиболее сильное воздействие на окружающую среду, экосистемы и биосферу в целом. При таком соотношении темпов роста населения и энергетики, энерговооруженность лавинообразно увеличивается не только в суммарном выражении, но и в расчете на душу населения.

В настоящее время энергетические потребности обеспечиваются в основном за счет трех видов энергоресурсов: органического топлива, воды и атомного ядра. Энергия воды и атомная энергия используется человеком после превращения ее в электрическую энергию. В то же время значительное количество энергии, заключенной в органическом топливе, используется в виде тепловой, и только часть ее превращается в электрическую. Однако и в том и в другом случае высвобождение энергии из органического топлива связано с его сжиганием, а, следовательно, и с поступлением продуктов горения в окружающую среду.

За счет сжигания топлива (включая дрова и другие биоресурсы) в настоящее время производится около 90% энергии. Доля тепловых источников уменьшается до 80-85% в производстве электроэнергии. При этом в промышленно развитых странах нефть и нефтепродукты используются в основном для обеспечения нужд транспорта. В России преобладающим источником получения электроэнергии является природный газ (около 40%),а на долю угля приходится только 18% получаемой энергии, доля нефти не превышает 10%. В мировом масштабе гидроресурсы обеспечивают получение около 5-6% электроэнергии (в России 20,5%),атомная энергетика дает 17-18% электроэнергии. В России ее доля близка к 12%. Сжигание топлива, не только основной источник энергии, но и важнейший поставщик в среду загрязняющих веществ. Тепловые электростанции в наибольшей степени «ответственны» за усиливающийся парниковый эффект и выпадение кислотных осадков. Они, вместе с транспортом, поставляют в атмосферу основную долю техногенного углерода (в основном в виде СО), около 50% двуокиси серы,35%-окислов азота и около 35% пыли. Имеются данные, что тепловые электростанции в 2- 4 раза сильнее загрязняют среду радиоактивными веществами, чем АЭС такой же мощности.

В выбросах ТЭС содержится значительное количество металлов и их соединений. При пересчете на смертельные дозы в годовых выбросах ТЭС мощностью 1 млн. кВт содержится алюминия и его соединений свыше 100 млн. доз, железа-400 млн. доз, магния-1,5 млн. доз. Летальный эффект этих загрязнителей не проявляется только потому, что они попадают в организмы в незначительных количествах. Это, однако, не исключает их отрицательного влияния через воду, почвы и другие звенья экосистем.

Вместе с тем влияние энергетики на среду и ее обитателей в большей мере зависит от вида используемых энергоносителей (топлива). Наиболее чистым топливом является природный газ, далее следует нефть (мазут), каменные угли, бурые угли, сланцы, торф. Хотя в настоящее время значительная доля электроэнергии производится за счет относительно чистых видов топлива (газ, нефть), однако закономерной является тенденция уменьшения их доли. По имеющимся прогнозам, эти энергоносители потеряют свое ведущее значение уже в первой четверти 21 столетия. По имеющимся расчетам, запасы углей таковы, что они могут обеспечивать мировые потребности в энергии в течение 200-300 лет. Возможная добыча углей, с учетом разведанных и прогнозных запасов, оценивается более чем в 7 триллионов тонн. При этом более 1/3 мировых запасов углей находится на территории России. Поэтому закономерно ожидать увеличения доли углей или продуктов их переработки (например, газа) в получении энергии, а, следовательно, и в загрязнении среды. Угли содержат от 0,2 до десятков процентов серы, в основном в виде пирита, сульфата закисного железа и гипса. Имеющиеся способы улавливания серы при сжигании топлива далеко не всегда используется из-за сложности и дороговизны. Поэтому значительное количество ее поступает и, по-видимому, будет поступать в ближайшей перспективе в окружающую среду. Серьезные экологические проблемы связаны с твердыми отходами ТЭС-золой и шлаками. Хотя зола в основной массе улавливается различными фильтрами, все же в атмосферу в виде выбросов ТЭС ежегодно поступает около 250 млн.т. мелкодисперсных аэрозолей. Последние способны заметно изменять баланс солнечной радиации у земной поверхности. Они же являются ядрами конденсации для паров воды и формирования осадков, а, попадая в органы дыхания человека и других организмов, вызывают различные респираторные заболевания.

Выбросы ТЭС являются существенным источником такого сильного канцерогенного вещества, как бензо(а)пирен. С его действием связано увеличение онкологических заболеваний. В выбросах угольных ТЭС содержатся также окислы кремния и алюминия. Эти абразивные материалы способны разрушать легочную ткань и вызывать такое заболевание, как силикоз, которым раньше болели шахтеры. Сейчас случаи заболевания силикозом регистрируются у детей, проживающих вблизи угольных ТЭС.

Серьезную проблему вблизи ТЭС представляет складирование золы и шлаков. Для этого требуются значительные территории, которые долгое время не используются, а также являются очагами накопления тяжелых металлов и повышенной радиоактивности.

ТЭС — существенный источник подогретых вод, которые используются здесь как охлаждающий агент. Эти воды нередко попадают в реки и другие водоемы, обуславливая их тепловое загрязнение и сопутствующие цепные природные реакции (размножение водорослей, потерю кислорода, гибель гидробионтов, превращение типично водных экосистем в болотные и т.п.).

Несомненно, что в ближайшей перспективе тепловая энергетика будет оставаться преобладающей в энергетическом балансе мира и отдельных стран. Велика вероятность увеличения доли углей и других видов менее чистого топлива в получении энергии. В этой связи рассмотрим некоторые пути и способы их использования, позволяющие существенно уменьшать отрицательное воздействие на среду. Эти способы базируются в основном на совершенствовании технологий подготовки топлива и улавливания вредных отходов. В их числе можно назвать следующие:

1. 1.Использование и совершенствование очистных устройств. В настоящее время во многих ТЭС улавливаются в основном твердые выбросы с помощью различного вида фильтров. Наиболее агрессивный загрязнитель-сернистый ангидрид на многих ТЭС не улавливается или улавливается в ограниченном количестве. Наиболее широко улавливание окислов серы и азота осуществляется посредством пропускания дымовых газов через раствор аммиака.

Конечными продуктами такого процесса являются аммиачная селитра, используемая как минеральное удобрение, или раствор сульфита натрия (сырьё для химической промышленности). Такими установками улавливается до 96% окислов серы и долее 80% оксидов азота. Существуют и другие методы очистки от названных газов.

2. 2.Уменьшение поступления соединений серы в атмосферу посредством предварительного обессеривания (десульфурации) углей и других видов топлива (нефть, газ, горючие сланцы) химическими или физическими методами. Этими методами удается извлечь из топлива от 50 до 70% серы до момента его сжигания.

3. 3.Большие и реальные возможности уменьшения или стабилизации поступления загрязнений в среду связаны с экономией электроэнергии. Особенно велики такие возможности для России за счет снижения энергоемкости получаемых изделий. Перспективно энергосбережение за счет перехода на наукоемкие технологии, связанные с использованием компьютерных и других устройств.

4. 4.Не менее значимы возможности экономии энергии в быту и на производстве за счет совершенствования изоляционных свойств зданий. Реальную экономию энергии дает замена ламп накаливания с КПД около 5% флуоресцентными, КПД которых в несколько раз выше.

Энергия теряется также при передаче ее по проводам на расстояние. Поэтому прямое сжигание топлива для получения тепла, особенно газа, немного рациональнее, чем через превращение его в электричество, а затем вновь в тепло.

В заключение можно сделать вывод, что современный уровень знаний, а также имеющиеся и находящиеся в стадии разработок технологии дают основание для оптимистических прогнозов: человеку не грозит тупиковая ситуация ни в отношении исчерпания энергетических ресурсов, ни в плане порождаемых энергетикой экологических проблем. Есть реальные возможности для перехода на альтернативные источники энергии (неисчерпаемые и экологически чистые).

Публикации

1. « Загрязнение и защита воздушного бассейна от негативного антропогенного воздействия»,

2. «Влияние энергетики на окружающую среду»

3. « Сущность организации воспитательного процесса в учреждениях среднего профессионального образования».

Климат и энергопереход: взаимодействие и взаимозависимость | Экология

Введение

Среди основных драйверов в сфере государственной политики и развития новых технологий, в первую очередь, можно выделить стремление развитых стран к декарбонизации мировой экономики и их желание снизить свою зависимость от поставок энергоресурсов из-за рубежа [1].

Текущая динамика развития энергетического рынка меняет структуру потребления, смещая акценты от углеводородов к возобновляемой энергетике. Пандемийный 2020 год стал переломным на пути трансформации сознания энергопотребителей. Именно в период кризиса тренд на переход от ископаемых энергоресурсов в пользу ВИЭ приобрел устойчивость. Изменения в мировом энергобалансе будут продолжаться еще долгие годы. Они инициированы стратегическими планами реализации климатической программы Евросоюза, предложенные меры которой призваны сократить выбросы во всех сегментах европейской экономики, включая производство электроэнергии, автомобильный и жилищный сектора, а также судоходство, авиацию и сельское хозяйство. Целью этой программы по борьбе с изменением климата является сокращение к 2030 году выбросов CO2 в Европейском союзе не менее чем на 55 % по сравнению с уровнями 1990‑х гг. и до нулевого уровня к 2050 году. Это потребует полной перестройки энергетики и экономики Евросоюза. Рассматривая вопросы развития энергетической инфраструктуры на фоне наблюдаемых в настоящее время аномальных климатических изменений следует подробнее остановиться на двух взаимовлияющих аспектах этой проблемы: прогнозу климатической динамики и ее влияние на «зеленую» отрасль энергетики, выступающей в качестве основы энергоперехода и политики декарбонизации.

Климатические и природные аномалии как концептуальный фактор энергоперехода

Одним из важнейших природных факторов динамического развития нашей энергетической цивилизации является глобальный климатический режим, определяемый кривыми температурных колебаний [2]. Для оценки многолетних колебаний температуры рассчитываются температурные аномалии, которые представляют собой отклонение от средней или базовой температуры. Положительные аномалии показывают, что наблюдаемая температура была выше базовой линии, тогда как отрицательная аномалия указывает на то, что наблюдаемая температура была ниже базовой. Начиная с 80‑х годов прошлого века, отклонение годовой температуры от средних значений для XX века было неизменно положительным. Температурные аномалии обычно более важны при изучении изменения климата, чем абсолютная температура. Это связано с тем, что при вычислении средних абсолютных температур такие факторы, как местоположение станции и высота над уровнем моря, могут иметь решающее влияние на абсолютные температуры, но менее значимы при расчетах аномалий.

Изменение климата влияет на весь мир, в том числе на общество. С глобальным потеплением связаны проблемы обеспечения населения водой, продовольствием и энергией, проблемы здравоохранения, политические проблемы.

Рис. 1.

Основные драйверы энергоперехода

В связи с этим, для предотвращения возможных негативных последствий климатических изменений мировым сообществом в рамках определения целевых показателей Парижского соглашения по климату, ставилась задача удержать рост глобальной средней температуры намного ниже 2 °C и приложить усилия для ограничения роста температуры величиной 1,5 °C. В Парижском соглашении под глобальной средней температурой поверхности Земли (показана на рис. 2) понимается изменение среднемесячной температуры относительно периода 1850–1900 годов (°C). [3]

Рис. 2.

Прогноз изменения глобальной средней температуры поверхности Земли (°C) по данным различных источников мониторинга.

Источник: URL: https://www.un.org/ru/sections/issues-­depth/climate-­change/index.html

Согласно оценкам Института географии РАН зимой для Северного полушария тренды приземной температуры воздуха с учетом роста содержания парниковых газов и аэрозолей выше в среднем на 0,3 °C (летом примерно на 0,2 °C), чем в случае отсутствия такого роста [4]. При этом величина тренда составляет около 1 °C, то есть только примерно 30 % современного роста температуры можно объяснить повышением содержания в атмосфере углекислого газа, метана, аэрозолей. Такие выводы доказывают, что человек вносит вклад в изменение климата, причем значительный, но не определяющий. Это подтверждается результатами нашего нейронного прогноза.

Для моделирования межгодового хода базовых климатических характеристик (в т. ч. аномалии температуры и темпы роста концентрации в атмосфере углекислого газа), были использованы искусственные нейронные сети (НС) – математические модели, позволяющие реализовать некоторые принципы искусственного интеллекта. Принцип работы искусственных нейронных сетей подобен принципу обработки сигналов в нейронах живых существ. Для прогнозирования аномалии осредненной температуры воздуха для Арктического региона был реализован нейросетевой алгоритм в программной среде STATISTICA Automated Neural Networks (Автоматизированные нейронные сети) на основе многослойной архитектуры нейронной сети с обратным распространением ошибки. Ряд значений моделируемого параметра был разделен на обучающую, тестирующую (тестовую) и контрольную выборки. На обучающей выборке проводилось обучение модели, на тестовой – проверка результата моделирования. На заключительном этапе экспертным путем отбиралась наилучшая из нескольких конструкций НС, выбранных программой на основе условия максимума обучения, описанного в работе.

На рис. 3 представлен нейронный прогноз изменения температурных аномалий (базовый период: 1979–2000 гг.) в глобальном масштабе Т (90°S – 90°N, 0°E – 360°E) и темпов роста глобальной концентрации CO2 в атмосфере за период 1986–2036 гг. Фактические данные для построения прогноза изменения температурных аномалий включали в себя актуальные месячные данные аномалий Т и темпов роста глобальной концентрации CO2, получены из архива реанализа NCEP/NCAR Reanalysis VI и архива статистических данных Our World in Data (OWID) of University of Oxford.

Рис. 3.

Прогноз изменения концентрации СО2 и аномалий глобальной температуры Т (°C) за период 1986–2036 гг.

Источники: нейронный прогноз на основе данных статистики реанализа NCEP/NCAR Reanalysis VI (ClimateReanalyzer.org)

и OWID (ourworldindata.org).

Из представленного на рис. 2 прогноза видно, что с 1986 года одновременно с наблюдаемым ростом аномалий глобальной приземной температуры воздуха, измерения, которые проводятся специалистами в разных странах, показывают такое же быстрое увеличение (примерно на треть) содержания в атмосфере углекислого газа (СО2) – наиболее долго сохраняющегося в воздухе по сравнению с другими парниковыми газами. В наше время в атмосфере растет концентрация углерода, в том числе и того, который ранее входил в состав горючих полезных ископаемых, то есть в воздухе добавляется углекислый газ не только за счет естественных природных процессов, но и от сжигания топлива в процессе антропогенной деятельности. Графики изменений концентрации СО2 и аномалий температуры Т практически повторяют друг друга. Эта корреляция сама по себе не является доказательством того, что причиной потепления является увеличение содержания в атмосфере углекислого газа. Это можно объяснить тем, что есть и природные причины изменений концентрации углекислого газа в атмосфере: выделение его океанами и грунтами при нагревании и поглощение при охлаждении, выбрасывание вулканами, поглощение при фотосинтезе растениями и некоторыми бактериями, выделение при дыхании живых организмов, при лесных пожарах, засухах, наводнениях и т. д.

Из естественных причин наибольший вклад вносит Мировой океан. Теплая вода не может содержать в растворенном виде столько же углекислого газа, сколько холодная, поэтому при нагревании она отдает в атмосферу часть СО2. В доиндустриальные времена отмечались похожие на современные концентрации углекислого газа в атмосфере. Около 450 млн лет назад концентрация углекислого газа в атмосфере была более чем на порядок выше, чем сейчас, но при этом наблюдались признаки некоторого оледенения. В настоящее время скорость увеличения содержания CO2 в воздухе составляет примерно 0,5 % в год и колеблется в соответствии с экономической активностью. Так, кризис 2008 года достаточно хорошо отображён на рис. 3 в виде замедления прироста содержания углекислого газа после 1998 года. Около 3/4 всего антропогенного увеличения содержания углекислого газа в воздухе объясняется сжиганием ископаемых углеводородов и вырубкой лесов, а 1/4 – приходится на различные промышленные технологические циклы, связанные с производством цемента и пластика, окислением моноксида углерода, разведением сельскохозяйственных животных, а также интенсивным загрязнением окружающей среды пластиковыми отходами. Большая часть остального роста содержания СО2 связана с циклическими природными процессами, включая исторические периоды потепления климата, уничтожение растительности за счет стихийных бедствий (пожары, наводнения, засухи), извержения вулканов, жизнедеятельности организмов и растений, в том числе разложения различных органических элементов. При этом около половины выделяемого при человеческой деятельности СО2 остается в атмосфере и не поглощается растениями и океанами. Насколько современное увеличение содержания СО2 в атмосфере может быть связано со сжиганием ископаемого топлива? В настоящее время ежегодно в различных промышленных технологиях выделяется около 7 млрд т углерода, что составляет приблизительно 1 % общего содержания СО2 в атмосфере. Наблюдаемый сегодня рост концентрации СО2 включает в себя около 30 % антропогенной эмиссии. Однако, интенсивность глобальной биохимической регенерации СО2 составляет около 165 млрд т углерода/год, что в 23,5 раза больше интенсивности антропогенных выбросов. Таким образом, антропогенные выбросы CO2 составляют только 4–5 % от всей его эмиссии с поверхности суши и океана.

Рис. 4.

3М поверхность: ППЭ МИР (ТВт·ч) и CO2 (%) и Т, °C, отражающая уровень корреляции между уровнями изменения концентрации СО2 и аномалий температуры Т и уровнем ППЭ за период 1986–2036 гг.

Долгосрочный анализ ретроспективы и прогноз до 2036 г. показывает, что антропогенные выбросы от сжигания топлива будут составлять всего 8–10 % от общего объема выбросов. Таким образом даже полный отказ от сжигания всего ископаемого топлива весьма мало повлияет на динамику прироста концентрации СО2 в атмосфере Земли, и не изменит ее рост на снижение. Знания о процессах и обратных связях в климатической системе Земли по-прежнему не являются полными, поэтому пока нет однозначного ответа на вопрос, не компенсируется ли потепление из-за антропогенных выбросов парниковых газов изменениями в распределении водяных паров, облаков, функционированием биосферы или воздействием других климатических факторов. Также есть вероятность, что повышение концентрации углекислого газа, наоборот, может сдерживать нагревание приземного воздуха, внося охлаждающий эффект за счет усиления вертикальной циркуляции в атмосфере и более быстрого рассеивания энергии в космосе.

Анализ выполненного нейронного прогноза темпов роста концентрации СО2 в атмосфере, а также роста аномалий глобальной Т показывает, что они слабо коррелированы с колебаниями потребления первичной энергии (ППЭ МИР) (рис.  4). При этом коэффициент корреляции между временными рядами CO2, Т, и ППЭ МИР составил 0,3 и 0,2, соответственно. В то же время имеет место хорошая корреляция между кривыми концентрации СО2 и аномалий глобальной Т, коэффициент которой равен 0,65. Поэтому, можно сделать предположение, что глобальное потепление может быть связано, в том числе с увеличением концентрации CO2 в атмосфере Земли, которое в свою очередь определяется и другими, неэнергетическими (не антропогенными) факторами. К ним обычно относят частоту повторяемости стихийных бедствий (пожары, наводнения и засухи), приводящих к росту концентрации CO2 и возможно другие природно-­космические процессы [5].

Рис. 5.

Число аномальных наводнений (а), засух (б), уровень осадков (в) и общее количество опасных природных явлений (г)

Источник: URL: public.emdat.be/data

Стихийные бедствия и климатические аномалии, безусловно, могут стать серьезным препятствием для развития возобновляемой энергетики и оказывать негативное влияние на инвестиционный климат в этой сфере. Это подтверждает статистика роста количества зарегистрированных стихийных бедствий по типам и общего количества зарегистрированных опасных природных явлений, представленная на рис. 5 (а, б, в). На рис. 5 (г) показано общее число зарегистрированных в мире стихийных бедствий в любой данный год, которое включает в себя последствия засух, наводнений, экстремальных погодных условий, экстремальных температур, оползней, селей, лесных пожаров и вулканической активности.

Цена энергоперехода: риски инвестиций и климатические вызовы для ВИЭ

По данным Bloomberg, грядущий переход на возобновляемые источники энергии потребует до 173 трлн долларов инвестиций в течение 30 лет в новую энергетическую инфраструктуру, а также добычу металлов и другого сырья, необходимого для «зеленой» энергетики. Это огромные деньги и потенциально огромные прибыли, которые отразятся на богатых литием месторождениях в Чили и на заводах по производству поликремния в Китае. В этой связи для инвесторов представляет интерес потенциал роста цен на цветные и редкоземельные металлы, которые будут нужны для «зеленой» энергетики. В современных аккумуляторах, которые являются важным элементом энергетического оборудования ВИЭ и «умных» сетей, используется литий. Потребность в этом металле постоянно растет. По оценкам Statista, к 2030 году глобальный спрос на него вырастет в три раза, до уровня 1,8 млн тонн эквивалента карбоната лития. Причем это будет происходить на фоне значительного роста мировых цен на литий. Вслед за литием вырастут цены и на кобальт и медь, которые тоже нужны для аккумуляторов. При этом медь также широко применяется в производстве различного электрооборудования ВИЭ, в частности ветряных генераторов и солнечных панелей. В настоящее время добыча лития сосредоточена всего в нескольких странах. Больше половины мировых запасов лития приходится на Аргентину, Боливию и Чили. Из-за пандемии сформировался огромный отложенный спрос на литий и другие редкоземельные металлы. Присутствует определенный фактор волатильности, который вполне может привести к снижению котировок. Но долгосрочный тренд никто не отменял, и потребность промышленности в этих редкоземельных металлах, конечно, будет постепенно нарастать.

Рис. 6.

Средняя скорость ветра (м/с) на высоте 10 м от поверхности Земли (а) и сумма месячных осадков (мм) (б)

в регионе Западной Европы (40°N – 58°N, 5°W – 15°E) (в)

Источник: URL: ClimateReanalyzer.org

Текущий год показал, что традиционные источники энергии еще могут взять реванш. Для этого есть несколько серьезных оснований, которые определяются, в том числе и рассмотренными выше прогнозами ожидаемых обострений в сфере климатических и природных аномалий. Минувшей зимой, например, в США штат Техас накрыли сильные морозы, и многие объекты «зеленой» энергетики просто не выдержали низких температур. Или другой пример: в Европе летом этого года стоял штиль. На рис. 6 (а) показана динамика изменения средней скорости ветра на высоте 10 м от поверхности Земли в регионе Западной Европы (см. рис. 6 (в). С начала 2021 года наблюдается устойчивая тенденция снижения интенсивности средней скорости ветра на всей территории Евросоюза, минимум которой пришелся на июнь-июль 2021 года. Ветряные станции вырабатывали мало электричества, приходилось использовать газ и не только: даже уголь, казалось бы, самый грязный вид ископаемого топлива, снова пошел в ход. А осенью дефицит газа на спотовом рынке Европы привел к резкому скачку цен на него. И, соответственно, электричество тоже заметно подорожало. Одновременно, выяснилось, что производители солнечных батарей не могут серьезно нарастить их выпуск: не хватает сырья, в том числе поликремния, цены на который минувшим летом подскочили на 20 %.

Что касается аномально безветренной погоды, то она в первую очередь сказалась на работе ветроэнергетических станций ЕС, размещенных в Северном море у побережья Великобритании, которые резко снизили выработку электроэнергии [6]–[8]. В меньшей степени падение выработки электричества было зафиксировано для ВЭС, расположенных на суше. В целом во втором квартале 2021 года ВЭС Евросоюза произвели на 22 % меньше энергии, чем годом ранее, несмотря на возведение сотен новых ветряных турбин. По данным аналитиков компании ICIS Energy, в настоящее время генераторы, установленные в Германии, обеспечивают в среднем 5 гигаватт в день, тогда как предыдущие годы этот показатель превышал в день 10 гигаватт. Энергетики и климатологи говорят об установившейся аномально безветренной погоде: полностью исчезают прежде постоянно дующие с моря ветра.

Такой природный феномен, связанный с отсутствием сильного ветра, уникален и наблюдается впервые за последние 22 года. От полного краха ветряную энергетику спасают временами набегающие штормовые фронты, но и они длятся лишь по несколько дней. Таким образом, средняя скорость вращения ветряных турбин в ЕС снизилась до минимальных показателей за все время их существования. Такая аномалия связана с тем, что в разных местах планеты ее поверхность нагрета по-разному, поэтому воздух имеет разную температуру. А его температура связана с давлением и плотностью. Неоднородность нагрева порождает ветер. Наблюдаемое сейчас глобальное потепление, особенно в полярных областях, способствует общему снижению градиента атмосферного давления и температур, что влечет за собой ослабление ветровых потоков вдоль поверхности Земли. Для потребителей электроэнергии в ЕС ослабление ветров означает дополнительные траты из-за нового скачка цен на «зеленое» электричество и рост цен на углеводородные источники электрогенерации.

В предстоящий зимний период в ЕС также возможен рост числа осадков, который безусловно, отразится на работе солнечных электростанций, которые могут снизить выработку электроэнергии из-за уменьшения количества солнечных дней в году. На рис. 6(б) показан график суммы месячных осадков в регионе Западной Европы (см. рис. 6(в) за последние 5 лет. Видно, что с середины 2019 года наблюдается тенденция к увеличению их интенсивности, особенно характерная для осенне-­зимнего периода 2019 и 2020 года. Глобальное потепление по-разному повлияет на выработку солнечных электростанций в разных частях мира. Изменение погодных условий может привести к увеличению поступления солнечной энергии в одних регионах из-за меньшего количества пасмурных дней, в то время как в других выработка может снизиться из-за увеличения облачности. Это объясняется тем, что глобальное потепление не только способствует снижению интенсивности ветровой циркуляции, но и приводит к росту числа осадков.

Начиная с 2017 года по данным NASA фиксируется резкое сокращение высотных облаков над тропическими лесами [9]. Эти облака задерживают в атмосфере тепло, но из-за глобального потепления таких облаков становится меньше. В результате в тропиках становится прохладнее, и, как следствие, там чаще идут дожди. Облака над тропическими лесами, в свою очередь, исчезают из глобальных сдвигов воздушных потоков, которые меняются из-за потепления. Вода превращается в водяной пар, который поднимается в атмосферу за счет тепла, которое в нем содержится. Но когда пар достигает холодных верхних слоев атмосферы, он конденсируется в жидкие капли или частицы льда, высвобождая тепло и нагревая атмосферу. Таким образом, по мере нагревания планеты количество осадков будет увеличиваться. Высотная облачность оказывает существенное воздействие на погоду и климат. Кристаллики, из которых состоят такие облака, способны ориентироваться в горизонтальной плоскости, параллельно земной поверхности. В результате на высотах 8–12 км образуется слой мельчайших плоских зеркал – их образуют плоские грани кристаллов. В дневное время эти зеркала отражают солнечную радиацию, и она возвращает некоторую часть энергии обратно в космос. Соответственно, до земной поверхности доходит меньше тепла. В ночное время, при отсутствии облаков нижнего яруса, тепловое излучение земной поверхности отражается перистыми облаками и теперь, часть энергии возвращается обратно к поверхности земли. Исследования влияния климатических изменений на выработку солнечных электростанций в мире показывают, что во многих нынешних солнечных регионах увеличится продолжительность пасмурной погоды, а в нынешних пасмурных регионах наоборот [10]. Однако, очищение атмосферы от транспортных и других энергетических выбросов, вызванных сжиганием угля, газа и нефти, теоретически может частично компенсировать снижение выработки от климатических изменений. Аналогичный эффект связывают с локдауном, вызванным COVID‑19, который привел не только к сокращению загрязнения воздуха в крупных мегаполисах мира, но и к необычно высокому уровню солнечного света, достигшего солнечных панелей.

Заключение

Современные климатические вызовы и рост цен на редкоземельные металлы значительно повышают риски инвестиций в «зеленую» энергетику, а перенос сроков энергоперехода, или полной декарбонизации, становится все более вероятным. Например, если в Евросоюзе перенесут сроки выхода на декарбонизацию с 2050 на 2060 год, это неминуемо обрушит стоимость акций компаний, которые занимаются возобновляемой энергетикой. На этом фоне малые компании, которые будут обеспечивать энергопереход, станут жертвой более крупных корпораций, которые сейчас переходят от нефтегазового бизнеса к чисто возобновляемой энергетике, что само по себе несет высокие стратегические риски инвестиций. Однако, очевидно, что те компании, которые взяли устойчивый курс на энергопереход, будут иметь высокий перспективный спрос на свою продукцию.

На этом фоне альтернативой инвестициям в редкие и цветные металлы могут стать инвестиции в переработку отходов «зеленой» энергетики, в том числе отслуживших свое аккумуляторов, которые сильно загрязняют окружающую среду. Оценить риски и доходность таких вложений пока сложно, но почти нет сомнений в том, что спрос на технологии утилизации тех же аккумуляторов будет только расти. Кроме того, дополнительные риски и расходы в сфере энергоперехода будут возникать в процессе обеспечения бесперебойной работы оборудования на фоне прогнозируемого обострения природно-­климатических аномалий. Не защищены инвесторы и от рисков, связанных с ростом числа стихийных бедствий. Как правило, при освоении новой территории под создание «зеленой» энергетической инфраструктуры учитываются статистические данные по прогнозу погодных аномалий, но фактически важные для работы оборудования ВИЭ характеристики, такие как температура воздуха, сила ветра, число солнечных дней и уровень осадков могут меняться вне всяких климатических прогнозов. В условиях рыночной экономики сложно искусственно заставить перейти с относительно дешёвого углеводородного топлива на ВИЭ. Для этого нужны колоссальные субсидии и введение запретительных мер. В том случае, если цена на ископаемые энергоресурсы будет оставаться достаточно высокой, переход на ВИЭ будет проще обосновать, и внедрение «зелёной» энергетики будет происходить более органично. Таким образом, можно предположить, что «зелёный» переход станет и дальше поддерживать высокие цены на ископаемые углеводороды, а прогнозы о негативных последствиях для России из-за снижения спроса на углеводороды при декарбонизации ЕС не оправдаются.

Виталий БУШУЕВ

Главный научный сотрудник ОИВТ РАН,

д. т. н., генеральный директор ГУ ИЭС

e-mail: [email protected]

Дмитрий СОЛОВЬЕВ

Старший научный сотрудник ОИВТ РАН,

Институт океанологии РАН, к. ф.-м. н.

e-mail: [email protected]

Патрушев рассказал о случаях негативного влияния зелёной энергетики на экологию

Короткая ссылка

30 октября 2021, 11:51

Возобновляемые источники энергии не могут быть полностью безопасными для экологии, иногда они негативно влияют на природу, рассказал секретарь Совета безопасности России Николай Патрушев.

«Альтернативная» энергетика в полном объёме не является экологически безопасной. По оценке экспертов, в местах эксплуатации солнечных станций происходит снижение средней температуры примерно на пять градусов, что отрицательно сказывается на флоре и фауне. Кроме того, наблюдается негативное воздействие на человека паров ядовитых веществ, используемых при работе преобразователей солнечного света», — сказал он в интервью kp.ru.

Несмотря на то что процесс генерации солнечной энергии отличается низкоуглеродными выбросами, производство самих солнечных панелей не такое безопасное, так как при изготовлении всего одной солнечной панели «в атмосферу выбрасываются десятки килограммов углекислого газа», подчеркнул Патрушев.

«Само изготовление панелей солнечных электростанций, а также добыча редких металлов, входящих в их состав, является энергозатратным процессом и располагается в странах, где, как правило, используется угольная генерация», — добавил он.

Секретарь Совбеза отметил, что такие же проблемы касаются ветряных станций, которые «сами по себе не являются источником углерода».

«Их размещение требует больших площадей. От прямого столкновения с ветровыми установками происходит гибель птиц. Низкочастотные колебания, передающиеся через почву, негативно влияют на животный мир», — рассказал он.

Кроме того, Патрушев напомнил о проблеме постоянной замены лопастей ветряных генераторов. Например США 80% использованных солнечных и ветряных батарей вывозят в страны Азии и Африки, а Европа — более половины, отмети он.

Такие манёвры Запад проводит под видом технологической помощи развивающимся государствам, подытожил секретарь Совбеза.

Также Патрушев рассказал, с какой целью Запад продвигает зелёную энергетику на Украине.

Ошибка в тексте? Выделите её и нажмите «Ctrl + Enter»Добавьте RT в список ваших источников

Влияние электричества на окружающую среду

Влияние электричества на окружающую среду – это один важных вопросов в энергетике. В данном случае речь идет о негативных последствиях электроэнергетических предприятий на окружающую среду, в частности на живых существ. В данной статье рассмотрим основные негативные факторы влияния электричества на окружающую среду, а также меры, направленные на их устранение или минимизацию их негативного воздействия на окружающую среду.

Одна из наиболее значимых проблем в энергетике – это поражение электрическим током птиц. Это связано с тем, что пути перемещения птиц, как правило, пролегают в местах пересечения с высоковольтными линиями электропередач. С каждым годом проблема гибели птиц на ЛЭП становится все актуальней. Счет птиц, которые погибают в результате поражения электрическим током высоковольтных линий электропередач, идет уже на сотни тысяч.

Кроме того, гибель птиц, в большинстве случае приводит к возникновению аварийных ситуаций, а также повреждений линий электропередач. Недоотпуск электрической энергии, обесточивание потребителей, повреждение оборудования – все это приносит значительные убытки энергоснабжающим компаниям. Поэтому решение проблемы гибели птиц на ЛЭП особенно актуально.

Следует также отметить, что аналогичную опасность для птиц представляют не только линии электропередач, но и открытые распределительные устройства подстанций.

Среди мер, которые позволяют наиболее эффективно решить данную проблему, можно выделить:
— оснащение опор, траверс и изоляторов специальными птицезащитными устройствами, которые препятствуют посадке птиц;
— установка специальных защитных кожухов, ограждений на линейных вводах в подстанцию, над выводами силовых трансформаторов и других элементах оборудования распределительных устройств открытого типа, а также на линиях электропередач;
— использование изолированных проводников.

Трансформаторная подстанция

Еще один фактор – это негативное воздействие электричества на человека. Множество исследований показывает, что магнитное поле, которое присутствует в непосредственной близости к высоковольтным линиям электропередач, оказывает негативное влияние на различные органы и системы организма человека. Существует такое понятие, как охранная зона линий электропередач. Данное понятие подразумевает зону вдоль воздушной линии электропередач, по обе ее стороны, в виде земельного и воздушного участка на определенном расстоянии. Например, охранная зона линии электропередач напряжением 110 кВ составляет 20 м; линии 330 кВ – 30 м.

Человек, находясь в пределах охранной зоны линий электропередач, подвергается негативному воздействию электромагнитных полей, поэтому в пределах данной зоны запрещается строительство жилых зданий и различных сооружений. Рекомендуется свести к минимуму нахождение человека вблизи высоковольтных линий электропередач. Данная проблема особенно актуальна для работников, которые осуществляют обслуживание высоковольтных подстанций.

Если на территории распределительного устройства подстанции напряженность электрического поля превышает допустимые нормы, то пребывание обслуживающего персонала на его территории ограничивается. Кроме того, для защиты человека от негативного воздействия электромагнитного поля при выполнении работ в зоне влияния электрического поля, применяются специальные защитные комплекты (экранирующие устройства).

Среди негативных факторов влияния электричества на окружающую среду можно также выделить возникновение пожаров по причине замыканий в электроустановках или на линиях электропередач. Например, при повреждении линии электропередач и падении провода произошло возгорание лесополосы, расположенной в непосредственной близости к линии электропередач. В данном случае основными мерами, предотвращающими возникновение пожаров из-за повреждения линий электропередач, является своевременная расчистка в охранной зоне ЛЭП от порослей, кустарников, сухих деревьев.

Помимо факторов непосредственного влияния электричества на окружающую среду, можно отметить также нанесение вреда экологии в результате возникновения аварийных ситуаций, которые сопровождаются загрязнением окружающей среды вредными веществами, применяемыми в электроустановках.

Одним из наиболее характерных примеров можно привести повреждение силового масляного трансформатора на открытом распределительном устройстве подстанции, которое сопровождается попаданием трансформаторного масла на почву. При отсутствии или повреждении системы маслосборника возможно попадание большого количества масла в почву. Например, в трансформаторе типа ТДТН-40000/110 находится около 20 тонн трансформаторного масла. В данном случае основной мерой предотвращения подобных ситуаций является своевременное проведение диагностики и ремонта силового трансформатора и его защит, а также наличие и работоспособность системы маслосборника.

воздействие энергии на окружающую среду — Европейское агентство по окружающей среде

Этот веб-сайт имеет ограниченную функциональность с отключенным javascript. Убедитесь, что в вашем браузере включен javascript.

Срок

Энергетические и экологические проблемы тесно связаны, поскольку практически невозможно производить, транспортировать или потреблять энергию без существенного воздействия на окружающую среду. Экологические проблемы, непосредственно связанные с производством и потреблением энергии, включают загрязнение воздуха, изменение климата, загрязнение воды, тепловое загрязнение и удаление твердых отходов. Выбросы загрязнителей воздуха в результате сжигания ископаемого топлива являются основной причиной загрязнения воздуха в городах. Сжигание ископаемого топлива также является основным источником выбросов парниковых газов. Различные проблемы загрязнения воды связаны с использованием энергии. Одна проблема — разливы нефти. Во всех операциях по обращению с нефтью существует конечная вероятность разлива нефти либо на землю, либо в водоем.Добыча угля также может загрязнять воду. Изменения потока подземных вод, вызванные добычей полезных ископаемых, часто приводят к контакту незагрязненных вод с определенными минеральными материалами, которые выщелачиваются из почвы и образуют кислотный шахтный дренаж. Твердые отходы также являются побочным продуктом некоторых форм использования энергии. Добыча угля требует удаления большого количества земли, а также угля.

Узнайте об энергии и ее воздействии на окружающую среду

Преимущества чистой энергии

• Снижение загрязнения воздуха и выбросов парниковых газов
• Снижение счетов за электроэнергию для потребителей
• Расширенное государственное и местное экономическое развитие и создание рабочих мест
• Повышение надежности и безопасности энергосистемы

Что такое чистая энергия?

Чистая энергия включает возобновляемые источники энергии, энергоэффективность и эффективное комбинированное производство тепла и электроэнергии.

Как использование энергии влияет на окружающую среду?

Все виды производства электроэнергии оказывают воздействие на окружающую среду, воздух, воду и землю, но оно варьируется. Около 40% всей энергии, потребляемой в Соединенных Штатах, используется для выработки электроэнергии, что делает использование электроэнергии важной частью воздействия каждого человека на окружающую среду.

Более эффективное производство и использование электроэнергии снижает как количество топлива, необходимого для производства электроэнергии, так и количество парниковых газов и других загрязнителей воздуха, выбрасываемых в результате.Электроэнергия из возобновляемых источников, таких как солнечная, геотермальная и ветровая, как правило, не способствует изменению климата или местному загрязнению воздуха, поскольку топливо не сжигается.

Топливная смесь для производства электроэнергии в США

На приведенной ниже диаграмме показано, что большая часть электроэнергии в Соединенных Штатах вырабатывается с использованием ископаемого топлива, такого как уголь и природный газ. Небольшой, но растущий процент генерируется с использованием возобновляемых ресурсов, таких как солнечная энергия и ветер.

Каково мое личное влияние?

Выбросы, вызванные производством электроэнергии, различаются по стране из-за многих факторов, в том числе:

• Количество произведенной электроэнергии,
• Используемые технологии производства электроэнергии и
• Используемые устройства контроля загрязнения воздуха

Используйте калькулятор углеродного следа домохозяйства EPA, чтобы оценить годовые выбросы вашего домохозяйства и найти способы сократить выбросы.

Используйте Power Profiler для создания отчета о воздействии производства электроэнергии на окружающую среду в вашем районе США. Все, что вам нужно, это ваш почтовый индекс. Использование Power Profiler занимает около пяти минут.

Для получения более подробной информации посетите Интегрированную базу данных о выбросах и генерирующих ресурсах (eGRID), всеобъемлющий источник данных об экологических характеристиках почти всей электроэнергии, вырабатываемой в Соединенных Штатах.

Как уменьшить влияние?

Существует множество способов уменьшить воздействие вашего энергопотребления на окружающую среду.Посетите страницу уменьшения воздействия, чтобы узнать больше.

Об электроэнергетической системе США и ее влиянии на окружающую среду

Электроэнергетическая система США

Сегодняшняя электроэнергетическая система США представляет собой сложную сеть электростанций, линий передачи и распределения и конечных потребителей электроэнергии. Сегодня большинство американцев получают электроэнергию от централизованных электростанций, которые используют широкий спектр энергетических ресурсов для производства электроэнергии, таких как уголь, природный газ, ядерная энергия или возобновляемые ресурсы, такие как вода, ветер или солнечная энергия.Эту сложную систему генерации, доставки и конечных пользователей часто называют электросетью .

Используйте схему ниже, чтобы узнать больше об электросети. Нажмите на каждый компонент, чтобы получить обзор со ссылками на более подробную информацию.

Посмотреть текстовую версию этой диаграммы ►

Источник: Управление энергетической информации США, Обозреватель данных об электричестве. Доступ к этим данным был получен в декабре 2017 года.

Как и где производится электроэнергия

Электричество в США вырабатывается с использованием различных ресурсов.Наиболее распространенными являются природный газ, уголь и атомная энергия. Одними из самых быстрорастущих источников являются возобновляемые ресурсы, такие как ветер и солнечная энергия. Большая часть электроэнергии в США вырабатывается на централизованных электростанциях. Гораздо меньший, но растущий объем электроэнергии производится за счет распределенной генерации — различных технологий, которые вырабатывают электроэнергию там, где она будет использоваться, или рядом с ней, например, солнечные панели на месте и комбинированное производство тепла и электроэнергии. Узнайте больше о централизованной и распределенной генерации.

Поставка и использование электроэнергии

После того, как электроэнергия вырабатывается на централизованной электростанции, она проходит через серию взаимосвязанных высоковольтных линий электропередачи. Подстанции «понижают» высоковольтную мощность до более низкого напряжения, отправляя электроэнергию более низкого напряжения потребителям через сеть распределительных линий. Узнайте больше о доставке электроэнергии.

На долю бытовых, коммерческих и промышленных потребителей приходится примерно одна треть потребления электроэнергии в стране.На транспортный сектор приходится небольшая доля потребления электроэнергии. Узнайте больше о конечных потребителях электроэнергии.

Источник: Управление энергетической информации США, Обозреватель данных об электричестве. Доступ к этим данным был получен в декабре 2017 года.

Количество электроэнергии, используемой в домах и на предприятиях, зависит от дня, времени и погоды. По большей части электричество должно быть выработано в то время, когда оно используется.Электроэнергетические компании и сетевые операторы должны работать вместе, чтобы производить необходимое количество электроэнергии для удовлетворения спроса. Когда спрос увеличивается, операторы могут реагировать, увеличивая производство на уже работающих электростанциях, вырабатывая электроэнергию на электростанциях, которые уже работают на низком уровне или находятся в режиме ожидания, импортируя электроэнергию из удаленных источников или обращаясь к конечным пользователям, которые согласились потреблять меньше электроэнергии из сети.

Воздействие электроэнергетической системы на окружающую среду

Почти все части системы электроснабжения могут воздействовать на окружающую среду, и величина этого воздействия будет зависеть от того, как и где производится и доставляется электроэнергия.В общем, воздействие на окружающую среду может включать:

• Выбросы парниковых газов и других загрязнителей воздуха, особенно при сжигании топлива.
• Использование водных ресурсов для производства пара, охлаждения и выполнения других функций.
• Сбросы загрязняющих веществ в водные объекты, в том числе термальные (вода более горячая, чем первоначальная температура водного объекта).
• Образование твердых отходов, которые могут включать опасные отходы.
• Использование земли для производства топлива, производства электроэнергии, линий передачи и распределения.
• Воздействие на растения, животных и экосистемы в результате вышеуказанного воздействия на воздух, воду, отходы и землю.

Некоторые из этих воздействий на окружающую среду могут также потенциально влиять на здоровье человека, особенно если они приводят к тому, что люди подвергаются воздействию загрязняющих веществ в воздухе, воде или почве.

Воздействие электроэнергии, которую вы используете, на окружающую среду будет зависеть от источников генерации («электроэнергии»), доступных в вашем регионе. Чтобы узнать о выбросах, создаваемых потребляемой вами электроэнергией, посетите Power Profiler Агентства по охране окружающей среды.

Вы можете снизить негативное воздействие потребления электроэнергии на окружающую среду, покупая «зеленую» электроэнергию и повышая энергоэффективность. Узнайте больше о том, как уменьшить свое влияние.

В более широком смысле несколько решений могут помочь уменьшить негативное воздействие на окружающую среду, связанное с производством электроэнергии, в том числе:

• Энергоэффективность. Конечные пользователи могут удовлетворить некоторые из своих потребностей, внедрив энергоэффективные технологии и методы. В этом отношении энергоэффективность является ресурсом, снижающим потребность в выработке электроэнергии.Узнайте больше об энергоэффективности.
• Чистая централизованная генерация. Новые и существующие электростанции могут снизить воздействие на окружающую среду за счет повышения эффективности производства, установки средств контроля загрязнения и использования более чистых источников энергии. Узнайте больше о централизованной генерации.
• Чистая распределенная генерация. Некоторые виды распределенной генерации, такие как распределенная возобновляемая энергия, могут способствовать доставке чистой и надежной электроэнергии потребителям и снижать потери электроэнергии на линиях передачи и распределения.Узнайте больше о распределенной генерации.
• Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ). ТЭЦ, также известная как когенерация, одновременно производит электроэнергию и тепло из одного и того же источника топлива. Используя тепло, которое в противном случае было бы потрачено впустую, ТЭЦ является одновременно распределенной генерацией и формой энергоэффективности. Узнайте больше о ТЭЦ.

Выгоды от использования возобновляемых источников энергии

Рабочие места и другие экономические выгоды

По сравнению с технологиями, основанными на ископаемом топливе, которые обычно являются механизированными и капиталоемкими, отрасль возобновляемой энергетики более трудоемка. Для установки солнечных панелей нужны люди; Ветряным электростанциям требуются специалисты для обслуживания.

Это означает, что в среднем на каждую единицу электроэнергии, произведенной из возобновляемых источников, создается больше рабочих мест, чем на ископаемое топливо.

Возобновляемые источники энергии уже поддерживают тысячи рабочих мест в Соединенных Штатах. В 2016 году в отрасли ветроэнергетики непосредственно работало более 100 000 человек, занятых на полную ставку, на различных должностях, включая производство, разработку проектов, строительство и установку турбин, эксплуатацию и техническое обслуживание, транспортировку и логистику, а также финансовые, юридические и консультационные услуги. [10].Более 500 заводов в США производят детали для ветряных турбин, и только в 2016 г. инвестиции в ветроэнергетические установки составили 13,0 млрд долларов [11].

В других технологиях использования возобновляемых источников энергии занято еще больше работников. В 2016 году в солнечной промышленности было занято более 260 000 человек, включая рабочие места в области установки, производства и продаж солнечной энергии, что на 25% больше, чем в 2015 году [12]. В гидроэнергетике в 2017 г. было занято около 66 тыс. человек [13]; в геотермальной промышленности было занято 5800 человек [14].

Увеличение поддержки возобновляемых источников энергии может создать еще больше рабочих мест. Проведенное в 2009 г. Союзом обеспокоенных ученых исследование стандарта возобновляемой энергии на 25% к 2025 г. показало, что такая политика создаст более чем в три раза больше рабочих мест (более 200 000), чем производство эквивалентного количества электроэнергии из ископаемого топлива [15]. ].

Напротив, во всей угольной отрасли в 2016 г. было занято 160 000 человек [26].

В дополнение к рабочим местам, непосредственно созданным в отрасли возобновляемых источников энергии, рост экологически чистой энергии может создать положительные экономические «волновые» эффекты. Например, отрасли в цепочке поставок возобновляемой энергии выиграют, а несвязанные местные предприятия выиграют от увеличения доходов домохозяйств и бизнеса [16].

Местные органы власти также получают выгоду от чистой энергии, чаще всего в виде налога на имущество и подоходного налога и других платежей от владельцев проектов по возобновляемым источникам энергии. Владельцы земли, на которой строятся ветряные электростанции, часто получают арендные платежи в размере от 3000 до 6000 долларов за мегаватт установленной мощности, а также платежи за сервитуты для линий электропередач и проезд по дорогам.Они также могут получать гонорары в зависимости от годового дохода проекта. Фермеры и сельские землевладельцы могут создавать новые источники дополнительного дохода, производя сырье для электростанций, работающих на биомассе.

Анализ

UCS показал, что национальный стандарт возобновляемой электроэнергии от 25 до 2025 года будет стимулировать 263,4 миллиарда долларов новых капиталовложений в технологии возобновляемых источников энергии, 13,5 миллиарда долларов дохода новых землевладельцев? производство биомассы и/или арендные платежи за ветряные земли, а также 11,5 млрд долларов США в виде новых поступлений от налога на имущество для местных сообществ [17].

Воздействие энергии ветра на окружающую среду

Выбросы глобального потепления в течение жизненного цикла

 Хотя выбросы глобального потепления, связанные с эксплуатацией ветряных турбин, отсутствуют, существуют выбросы, связанные с другими этапами жизненного цикла ветряных турбин, включая производство материалов, транспортировку материалов, строительство и сборку на месте, эксплуатацию и техническое обслуживание, а также вывод из эксплуатации и демонтаж.

Оценки общих выбросов глобального потепления зависят от ряда факторов, включая скорость ветра, процент времени, в течение которого дует ветер, и состав материала ветряной турбины [13].Большинство оценок выбросов глобального потепления в течение жизненного цикла ветряных турбин составляют от 0,02 до 0,04 фунта эквивалента углекислого газа на киловатт-час. Чтобы представить это в контексте, оценки выбросов глобального потепления в течение жизненного цикла для электроэнергии, вырабатываемой на природном газе, составляют от 0,6 до 2 фунтов эквивалента двуокиси углерода на киловатт-час, а оценки для электроэнергии, вырабатываемой углем, составляют от 1,4 до 3,6 фунтов эквивалента двуокиси углерода на киловатт-час. киловатт-час [14].

Каталожные номера:

[1] Денхолм, П., М. Хэнд, М. Джексон и С. Онг. 2009. Требования к землепользованию для современных ветряных электростанций в США. Голден, Колорадо: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.

[2] Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL). 2012. Исследование будущего возобновляемой электроэнергии. Рука, ММ; Болдуин, С.; ДеМео, Э.; Рейли, Дж. М.; Май, Т .; Арент, Д.; Порро, Г.; Мешек, М .; Сандор, Д. ред. 4 тт. НРЭЛ/ТП-6А20-52409. Голден, Колорадо: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.

[3] Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL).14 июня 2010 г. Яркое пятно браунфилдов: солнечная и ветровая энергия. В Интернете по адресу http://www.nrel.gov/news/features/feature_detail.cfm/feature_id=1530

.

[4] Мишель, Дж.; Дунаган, Х .; Скучно, К .; Хили, Э.; Эванс, В.; Дин, Дж.; Макгиллис, А .; Хейн, Дж. 2007. Всемирный синтез и анализ существующей информации о воздействии на окружающую среду использования альтернативных источников энергии на внешнем континентальном шельфе. ММС 2007-038. Подготовлено Research Planning и ICF International. Херндон, Вирджиния: Министерство внутренних дел США, Служба управления полезными ископаемыми.

[5] Национальный координационный комитет по ветру (NWCC). 2010. Взаимодействие ветряных турбин с птицами, летучими мышами и местами их обитания: резюме результатов исследований и приоритетные вопросы.

[6] Арнетт, Э.Б., М.М.П. Хусо, Дж. П. Хейс и М. Ширмахер. 2010. Эффективность изменения скорости включения ветряных турбин для снижения смертности летучих мышей на ветровых установках. Заключительный отчет представлен Кооперативу летучих мышей и энергии ветра. Остин, Техас: Международная организация по сохранению летучих мышей.

[7] Служба рыболовства и дикой природы (FSW).2010. Рекомендации консультативного комитета по руководящим принципам ветряных турбин.

[8] Мишель и др. 2007.

[9] Главный врач здравоохранения Онтарио. 2010. Потенциальное воздействие ветряных турбин на здоровье. Торонто, Онтарио: Министерство здравоохранения и долгосрочного ухода Онтарио.

Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA) и Канадская ассоциация ветроэнергетики (CanWEA). 2009. Звук ветряных турбин и воздействие на здоровье: обзор экспертной группы.

Национальный совет по здравоохранению и медицинским исследованиям (NHMRC).2010. Ветряные турбины и здоровье: быстрый обзор фактических данных. Канберра, Австралия: Национальный совет по здравоохранению и медицинским исследованиям.

[10] Басташ, М.; ван Дам, Дж.; Сёндергор, Б.; Роджерс, А. 2006. Шум ветряных турбин – обзор. Канадская акустика (34: 2), 7–15.

[11] Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL). 2012. Исследование будущего возобновляемой электроэнергии.

[12] Союз неравнодушных ученых. Прикосновение к ветру.

[13] Национальная академия наук.2010. Электроэнергия из возобновляемых ресурсов: состояние, перспективы и препятствия.

[14] МГЭИК, 2011 г.: Специальный отчет МГЭИК о возобновляемых источниках энергии и смягчении последствий изменения климата. Подготовлено Рабочей группой III Межправительственной группы экспертов по изменению климата [O. Эденхофер, Р. Пичс-Мадруга, Ю. Сокона, К. Зейбот, П. Матшосс, С. Каднер, Т. Цвикель, П. Эйкемайер, Г. Хансен, С. Шлемер, К. фон Штехов (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, 1075 стр.(глава 7 и 9).

Воздействие энергетической системы на окружающую среду – обзор

Риск вымирания из-за изменения климата Решения

Все энергетические технологии несут риск для окружающей среды. Этот риск зависит от типа технологии, местоположения и воздействия на окружающую среду. Любая энергетическая технология, расположенная в особо чувствительной зоне, может иметь серьезные последствия для окружающей среды. По мере масштабирования любой технологии увеличивается вероятность того, что отдельные объекты пересекают экологически чувствительные районы.

В этом разделе основное внимание уделяется воздействию на биоразнообразие источников энергии, которые могут играть важную роль в борьбе с изменением климата. Другие важные воздействия источников энергии на окружающую среду включают загрязнение воздуха и воды. Биоразнообразие

Сейбел, Б.А., Уолш, П.Дж. 2003. Биологическое воздействие глубоководной закачки углекислого газа, выведенное из показателей физиологических показателей. Журнал экспериментальной биологии 206 (4), 641–650.

Research Spotlight : Deep-Sea Blues

Введение CO ₂ в глубокие океанские глубины было предложено как средство выделения CO ₂ из атмосферы — решение, которое может иметь серьезные последствия для окружающей среды.CO ₂ является жидкостью при высоком давлении, и он останется жидкостью при высоком давлении глубокого океана. Это предотвращает быстрое растворение обратно в толщу воды, что противоречило бы цели секвестрации в глубоком океане. CO ₂ можно улавливать на электростанциях или в других источниках, чтобы уменьшить накопление парниковых газов, или будущие технологии могут позволить проводить очистку атмосферы для снижения концентрации в атмосфере. CO ₂ из любого источника можно сжижать и закачивать в глубины океана, где он будет относительно стабильным.Сейбел и Уолш (2001) изучили потенциальное влияние этой технологии на жизнь в глубинах океана. Помимо организмов, которые погибли бы непосредственно в зоне, занимаемой сжиженным CO ₂ , медленная утечка приведет к изменению кислотности глубоководных вод, поскольку CO ₂ диссоциирует на угольную кислоту и ионы водорода внутри клеток. глубоководных организмов. Глубоководные организмы могут быть очень чувствительны к изменениям рН. У них скорость метаболизма на три порядка ниже, чем у мелководных организмов, что снижает их устойчивость к кислотно-щелочным изменениям.Например, глубоководные рыбы обладают низкой способностью к активной ионной регуляции. Остановка метаболизма и ингибирование синтеза белка являются дополнительными возможными осложнениями. Модели захоронения CO ₂ в океане показывают, что pH всего океана может быть изменен на 30% (0,1 единица pH) за счет удаления, достаточного для стабилизации концентрации CO ₂ в атмосфере на уровне 550 частей на миллион.

воздействия имеют особое значение для биологии изменения климата, поскольку риск исчезновения в результате различных решений проблемы изменения климата можно сравнить с риском исчезновения в результате изменения климата.

Пространственные конфигурации источников энергии имеют решающее значение для определения риска исчезновения и воздействия на биоразнообразие. Риск вымирания в результате изменения климата является глобальным явлением, поэтому решения, связанные с риском вымирания в связи с изменением климата, также должны рассчитываться в глобальном масштабе. В этом масштабе возможны многие пространственные варианты. В этой главе исследуется общая величина требований к землепользованию для каждой технологии и освещаются некоторые пространственные особенности.

Клинья за 50 лет

Геометрия стабилизации ПГ продолжается и после 50-летней отметки.Треугольник стабилизации на 50 лет стабилизирует выбросы примерно на нынешнем уровне. Для стабилизации глобальных концентраций парниковых газов требуется дополнительный треугольник аналогичного размера, чтобы свести выбросы почти к нулю. Поскольку океаны поглощают CO ₂ , стабилизация может быть достигнута при выбросах немного выше нуля, но в целях оценки можно предположить, что стабилизация ПГ в атмосфере требует прекращения выброса ПГ в атмосферу.

Поскольку во второй половине века спрос продолжит расти, необходим третий стабилизационный треугольник, аналогичный по размеру первым двум.Этот треугольник обеспечивает спрос, возникший во второй половине века, прежде всего со стороны развивающихся стран.

Таким образом, для стабилизации концентрации ПГ в атмосфере к концу 21-го века требуется эквивалент трех треугольников стабилизации выбросов, при условии, что спрос продолжит расти. Первый из них – 50-летний треугольник, за которым следует треугольник сокращения существующих (преимущественно развитых стран) выбросов до нуля, и третий – обеспечение роста спроса во второй половине века (прежде всего в развивающихся странах).

Второй и третий треугольники не могут быть выполнены с помощью клиньев эффективности, потому что они уже будут использоваться с 2000 по 2050 год. Таким образом, с 2050 по 2100 год углеродно-нейтральные энергетические технологии будут обеспечивать более чем в два раза больше энергии, чем в первом полвека. В совокупности эти три треугольника можно назвать треугольниками «100 лет».

Энергетические пути, разработанные до 2050 года, во многом будут связаны с требованиями землепользования и воздействиями на биоразнообразие двух вторых 100-летних треугольников.Если возобновляемые источники энергии являются основным средством удовлетворения этих потребностей в энергии, потребности в землепользовании будут значительными. Только УХУ, работающие на ядерном топливе и ископаемом топливе, могут удовлетворить эти потребности при значительном сокращении потребностей в землепользовании. Атомная энергия и технологии CCS имеют более низкие потребности в землепользовании по сравнению с солнечной и ветровой энергией, но все же более высокие, чем существующий след нефти или природного газа.

Прошлый опыт

Опыт на Гавайях и в Бразилии показывает, что быстрое развитие альтернативной энергетики может привести к неожиданным последствиям для биоразнообразия. В обоих этих примерах прогрессивная энергетическая политика привела к желаемому увеличению поставок альтернативной энергии, но рыночные силы нанесли непреднамеренный ущерб природным системам. Оба примера связаны с биотопливом, но другие возобновляемые источники энергии вызовут повышенное воздействие на биоразнообразие, если их использовать в больших масштабах.

На Гавайях воздействие на редкие естественные леса произошло в результате разработки биотоплива на основе отходов сахарного тростника. В 1980-х годах Гавайи разработали агрессивную программу альтернативной энергетики, чтобы противостоять полной зависимости штата от импортируемой нефти.Сахарный тростник, основная культура в штате, образовывал большие объемы отходов биомассы после того, как сок был выжат из тростника во время производства сахара. Багасса, как известно, тростниковые отходы, может использоваться для запуска паровых турбин для выработки электроэнергии. На государственные субсидии был построен ряд электростанций, работающих на жоме, с контрактами на поставку значительного количества электроэнергии для штата.

Однако, когда в середине 1980-х годов цены на сахар упали, производство тростника сократилось, в результате чего осталось меньше сырья для производства электроэнергии.Контракты сахарных заводов на производство энергии все еще были в силе, поэтому возникла потребность в альтернативном сырье биомассы. Несколько производителей купили большие коммерческие машины для измельчения деревьев и начали измельчать местный лес, чтобы использовать его вместо багассы. Последовало возмущение окружающей среды, и дробление было прекращено, но угроза негативных последствий для биоразнообразия в результате рациональной энергетической политики и реакции на энергетические рынки была очевидна.

Бразилия столкнулась с более значительным негативным воздействием на биоразнообразие в ответ на свою программу развития биотоплива.Бразилия инициировала программу производства этанола из сахарного тростника также в 1980-х годах в ответ на высокие цены на нефть в конце 1970-х годов. В то время правительство субсидировало производство, которое стало слишком дорогим, когда цены на сахар выросли в конце 1980-х годов. Однако программа возобновилась в конце 1990-х годов и быстро завоевала рынок. Большие площади сахарного тростника были посажены в ответ на быстро растущий спрос, что часто приводило к вырубке тропических лесов Амазонки (влажные леса) или Серрадо (сухие леса).

Вырубка лесов для производства биотоплива, характерная для бразильской экспансии производства биотоплива, наблюдается и в других регионах. Вырубка тропических лесов под масличную пальму для производства биотоплива является основным источником обезлесения в Индонезии и Малайзии. Масштабный переход на биотопливо может ускорить эти негативные последствия, которые могут распространиться на другие регионы, такие как Центральная Африка.

Баланс альтернативных источников энергии и их пространственное распределение являются критическими факторами, определяющими воздействие на биоразнообразие, поэтому важно знать о воздействии и пространственной пригодности каждого источника.В следующих разделах представлен обзор некоторых возможных воздействий, интенсивности землепользования и пространственных потребностей в основных альтернативных источниках энергии.

Использование энергии и воздействие на окружающую среду: общий обзор: Journal of Renewable and Sustainable Energy: Vol 1, No 5

Во всем мире на здания приходится примерно 40% общего годового потребления энергии в мире. Большая часть этой энергии предназначена для обеспечения освещения, отопления, охлаждения и кондиционирования воздуха. Повышение осведомленности о воздействии выбросов CO2 и NOx и хлорфторуглеродов на окружающую среду вызвало новый интерес к экологически безопасным технологиям охлаждения и обогрева.В соответствии с Монреальским протоколом 1997 года правительства договорились о поэтапном отказе от химических веществ, используемых в качестве хладагентов, которые могут разрушать стратосферный озон. Поэтому было сочтено желательным сократить потребление энергии и снизить темпы истощения мировых запасов энергии и загрязнения окружающей среды. Одним из способов снижения энергопотребления в зданиях является проектирование зданий с более экономичным использованием энергии для отопления, освещения, охлаждения, вентиляции и горячего водоснабжения. Пассивные меры, особенно естественная или гибридная вентиляция, а не кондиционирование воздуха, могут значительно снизить потребление первичной энергии.Однако использование возобновляемых источников энергии в зданиях и сельскохозяйственных теплицах также может внести значительный вклад в снижение зависимости от ископаемых видов топлива. Таким образом, продвижение инновационных приложений возобновляемых источников энергии и укрепление рынка возобновляемых источников энергии будут способствовать сохранению экосистемы за счет сокращения выбросов на местном и глобальном уровнях. Это также будет способствовать улучшению состояния окружающей среды за счет замены традиционных видов топлива возобновляемыми источниками энергии, которые не загрязняют воздух и не создают парниковых газов.Обеспечение хорошего качества внутренней среды (IEQ) при одновременном достижении энергоэффективной и экономичной работы систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в зданиях представляет собой многовариантную задачу. Комфорт обитателей здания зависит от многих параметров окружающей среды, включая скорость воздуха, температуру, относительную влажность и качество, а также от освещения и шума. Общая цель состоит в том, чтобы обеспечить высокий уровень эксплуатационных характеристик здания, которые можно определить как IEQ, энергоэффективность (EE) и экономическую эффективность (CE).IEQ — это воспринимаемое состояние комфорта, которое испытывают жильцы здания из-за физических и психологических условий, которым они подвергаются в своем окружении. Основными физическими параметрами, влияющими на IEQ, являются скорость движения воздуха, температура, относительная влажность и качество. ЭЭ связано с обеспечением желаемых условий окружающей среды при минимальном потреблении энергии. CE – это финансовые затраты на энергию по отношению к уровню экологического комфорта и продуктивности, которого достигли люди, находящиеся в здании.Общий КЭ можно улучшить, улучшив IEQ и энергоэффективность здания. Повышение доступности надежных и эффективных энергетических услуг стимулирует появление новых альтернатив развития.