Энергетика и окружающая среда обитания человека

Производство энергии вообще и электрической, в частности, является необходимым средством для существования и развития общества, оказывает серьёзное воздействие на окружающую природную среду. С одной стороны, в быту и производственной деятельности человека тепло- и электроэнергия играют решающую роль, человек не мыслит свое существование без неё. С другой стороны, человек все больше уделяет внимание экологическому аспекту и думает об экологически чистом энергетическом производстве. Здесь необходимо решать комплекс вопросов, среди которых важными для человечества являются использование в народном хозяйстве новых научных достижений, поиск и разработка альтернативных технологий для производства тепло- и электроэнергии (В.И. Кормилицин [и др.], 1999).

Определение понятия «энергетика» в широком смысле слова дано Г.М. Кржижановским: «Энергетика – это сложная совокупность всех процессов преобразования энергии от энергетических ресурсов до потребителей включительно». Природные (энергетические и вещественные) ресурсы представляют собой часть всей совокупности природных условий существования человечества и важнейших элементов природы (энергии и вида вещества), являющихся средствами существования общества, которые используются им в хозяйственной деятельности. Материальные ресурсы, созданные в результате производственной деятельности людей, служат продуктом дальнейшего преобразования вещественных и энергетических природных ресурсов.

Топливно-энергетические ресурсы – это количество и качество минеральных богатств, используемых как топливо (уголь, нефть, газ, горючие сланцы, торф, древесина, уран, торий) и одновременно являющихся источниками энергии в двигателях внутреннего сгорания при получении пара, горячей воды или электричества. Энергетические ресурсы – это совокупность энергии Солнца и Космоса, топливно-энергетических, атомно-энергетических, термальных и других источников энергии. Таким образом, энергетика – это область хозяйства, охватывающая энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу, сохранение (экономию) и использование различных видов энергии и являющаяся одной из форм природопользования.

Получение энергии из нетрадиционных источников относится к альтернативной энергетике. Получение энергии при синтезе легких элементов называется термоядерной энергетикой. В настоящее время важную роль в обеспечении людей на земле энергетическими ресурсами играют каменный уголь (27%), нефть (35%) и газ (18%), гидроэнергетика (6,0), атомная энергетика (11%), прочие (1,0%) (рис. 5.4).

Рис 5.4. Доля ресурсов для производства электроэнергии

Основная доля выработки тепла и электроэнергии приходится на традиционную энергетику, которая будет сохраняться в энергетическом балансе еще многие десятилетия. Насущной современной проблемой в охране природной и окружающей среды является уменьшение вредных воздействий при выработке тепло- и электроэнергии. В перспективе технически возможный объем производства электроэнергии неограничен. В экологическом аспекте на Земле существуют ограничения по тепловым выбросам в биосферу. По предположениям, в связи с устойчивостью сложившихся природных процессов на Земле размеры этих ограничений, видимо, близки к количеству энергии, усваиваемому живыми организмами биосферы в совокупности с другими энергетическими процессами, происходящими на поверхности земли.

Считается, что удвоение количества тепла может быть катастрофично или, во всяком случае, отразится негативно на биосфере. Выявленный лимит для биосферы оценивается примерно в 140–150∙10 ¹² Вт, в котором 104∙10 ¹² Вт отводится фотосинтетическим процессам и 32∙10 ¹² Вт – геотермальной энергии. Эти проблемы должны быть решены в долгосрочной перспективе. Для современных условий важное значение имеют новые, развивающиеся взаимодействия нооценозов энергетики с природной и окружающей человека средой обитания (В.И. Кормилицин [и др.],1999).

Нооценоз энергетики – это образование, включающее в себя общество, средства и продукты труда, а также отходы производства, ресурсы, энергию, сбросы тепла, выбросы вредных веществ и т.п. (табл. 5.15).

Таблица 5.15. Формирование нооценоза в энергетике

Основную роль при выработке тепло- и электроэнергии выполняет та часть общества, которая занята в сфере производства энергетики и средств труда для этой отрасли. В нооценозе энергетики каждый его компонент взаимосвязан друг с другом, кроме этого, они еще взаимодействуют с биоценозом, зооценозом, фитоценозом, микробиоценозом и экотопом, также атмосферой, почвой, недрами и гидросферой. Три равнозначные сообщества: нооценоз энергетики, биоценоз и экотоп, функционирующие совместно, формируют структурную материально-энергетическую единицу новой экологической системы, именуемую нообиоценозом. Подбор компонентов нооценоза должен производиться таким образом, чтобы они вписывались в те круговороты веществ и энергии, которые существуют в данном регионе, максимально сохраняя биоценозы и создавались бы возможности для их дальнейшего развития.