11.1. Понятие топливно-энергетических ресурсов
Энергия всегда играла и продолжает играть важную роль в жизнедеятельности человеческого общества. Все виды деятельности человека связаны с затратами энергии. Переход человечества к освоению новых видов топлива для получения необходимой для промышленного производства энергии связан с так называемыми «промышленными революциями». Эти промышленные революции, которые человек целиком относит на свой счет, не смогли бы произойти без запасов энергии, законсервированной растениями в ископаемом топливе. Погибая, растения аккумулировали энергию в отложениях каменного угля, торфе и даже нефти.
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновляемых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так как на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы – той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию.
Развитие современного производства, и, прежде всего промышленности, базируется в значительной степени на использовании ископаемого сырья. Среди отдельных видов ископаемых ресурсов на одно из первых мест по народнохозяйственному значению следует поставить источники топлива и электроэнергии. Особенностью энергетического производства является непосредственное воздействие на природную среду в процессе извлечения топлива и его сжигания, причем происходящие изменения природных компонентов являются весьма наглядными.
Одной из характерных черт современного этапа научно-технического прогресса является возрастающий спрос на все виды энергии.
Топливно-энергетические ресурсы объединяют минеральные богатства, используемые как топливо (уголь, нефть, газ, горючие сланцы, торф, древесина, атомная энергия), так и в качестве источников энергии сгорания в двигателях, получения пара и электричества. В наиболее общем виде - это материальные объекты, в которых сосредоточена энергия, пригодная для практического использования.
Часть топливно-энергетических ресурсов, используемых только как топливо насят название топливных ресурсов. Совокупность энергии Солнца и космоса, атомно-энергетические, топливно-энергетические, термальные и другие источники энергии составляют энергетические ресурсы.
Все источники энергии подразделяются на невозобновляемые и возобновляемые. К первой группе относится так называемое ископаемое топливо. Это уголь, нефть, газ, торф, сланцы. С потреблением этих источников промышленного сырья связаны такие экологические проблемы современности, как парниковый эффект и кислотные осадки. При сжигании этих веществ в атмосферу Земли выбрасывается огромное количество вредных продуктов: СО, СО2, окислы серы, азота. Вместе с ними окружающая среда загрязняется несгоревшими твердыми частицами.
Особым видом невозобновляемого источника энергии являются ресурсы ядерного горючего. Уран, как ядерное топливо, используется в современных атомных станциях (АЭС). Одним из преимуществ этого является то, что для работы АЭС необходимо сравнительно небольшое количество урана. К тому же, уровень выбросов загрязнителей при использовании атомной энергии намного меньше, чем при сгорании ископаемого топлива (угля).
В угле содержатся естественные радиоактивные элементы – радий, торий, уран, полоний и др., которые вместе с золой выбрасываются в атмосферу. К примеру, пылеугольная ТЭС мощность 1200 МВт, потребляя 3,4 млн т угля в год, выбрасывает в атмосферу ежегодно 130 тыс.т золы. Их активность составляет 100 мбэр/год. Для АЭС аналогичной мощности величина радиоактивных выбросов составляет 0,5-1 мбэр/год.
В идеале, АЭС являются экологически чистыми источниками энергии. Однако, практически оказалось, что экологическая безопасность АЭС относительна. Достаточно вспомнить глобальную катастрофу на Чернобыльской АЭС. К тому же одной из значительных проблем при производстве энергии на АЭС является проблема захоронени радиоактивных отходов. Сюда же можно отнести проблему постепенного изнашивания оборудования радиоактивной зоны – зоны действия атомного реактора.
Энергия неразрывно связана с повседневной жизнью каждого человека. Уровень материальной, а в конечном счете и духовной культуры людей находится в прямой зависимости от количества энергии, имеющейся в их распоряжении. Чтобы добыть руду, выплавить из нее металл, построить дом, сделать любую вещь, нужно израсходовать энергию. А потребности человека все время растут, да и людей становится все больше.
Проблемы энергетики затрагивают все слои человеческого общества. Рассматривая энергию как таковую, весьма важно различать различные ее виды на определенных стадиях преобразования и использования.
Прежде всего, это первичная энергия, которая содержится в первичных природных источниках. Потребность в первичной энергии будет существовать всегда. Объемы ее использования зависят с одной стороны от оптимального соотношения между качеством технологии превращения энергии и ее конечным использованием, и с другой стороны - от возможности применения альтернативных источников энергии.
Существует три класса источников первичной энергии:
1) Ископаемое топливо.
2) Атомная энергия.
3) Энергия солнца.
Источниками первичной энергией являются также каменный уголь, нефть, природный газ, природный уран. В качестве источника первичной энергии также можно рассматривать воду, падающую через плотину. Иногда первичная энергия может выступать в роли конечной энергии, то есть энергии, непосредственно обеспечивающей энергетические нужды потребителя. Одним из источников такой энергии, является природный газ.
Следует отметить, что использование ископаемого топлива для производства первичной энергии возможно и приемлемо только в том случае, если технологии его переработки и использования постоянно совершенствуются. Это подразумевает уменьшение выбросов соединений серы в летучих газах, а также сокращение выбросов окислов азота, тяжелых металлов и СО2 при использовании ископаемого топлива.
Основным источником энергии для всего живого на Земле является энергия Солнца. До поверхности нашей планеты доходит количество солнечной энергии, равное 100 000 ТВт (1 ТВт=1х1012Вт). Эта энергия поглощается биомассой или преобразовывается в энергию ветра, гидроэнергию, волновую и энергию приливов-отливов. Подсчитано, что на нужды мирового хозяйства требуется 10 ТВт энергии. Следовательно, общий объем возобновимых источников энергии огромен.
В большинстве случаев первичная энергия преобразуется во вторичную энергию. Примерами источников вторичной энергии служат электричество и бензин.
Способы преобразования первичной энергии во вторичную могут быть разными. В одном случае она может преобразовываться на тепловых электростанциях (энергия падающей воды превращается в электрическую), и нефтеперерабатывающих предприятиях, где нефть преобразуется в более удобные виды энергии - бензин, керосин, дизельное топливо, лигроин. В другом случае это может быть атомная электростанция, где используется энергия расщепленного ядра. Необходимо помнить, что при любом преобразовании первичной энергии во вторичную происходят ее потери, так же как и при доставке энергии потребителю.
Вторичная энергия в форме конечной энергии используется человеком в свечении электрической лампочки, работе кофемолки, компьютера или мотора.
Последний этап, - превращение конечной энергии в полезную, т.е. в энергию, которая фактически переходит в продукцию или используется в обслуживании.
Сегодня на каждого из живущих на земле людей приходится около 3 кВт энергии. Для сравнения: электрокамин с одной спиралью обычно потребляет 1 кВт. Однако это потребление энергии неодинаково в различных районах мира. Наиболее высоко оно в странах Северной Америки и Европы. В развивающихся странах потребление энергии составляет около 500 Вт (1 кВт = 1000 Вт), а промышленно неразвитые страны живут на уровне потребления менее 100 Вт на человека.
В настоящее время в связи с ростом энергопотребления, выработанностью легкодоступных месторождений нефти, ограниченностью ее запасов в земной коре, угрозой ее исчерпания, а также более эффективным использованием нефти как сырья в химической промышленности возникла проблема ускорения развития других отраслей топливно-энергетического комплекса как в целом по стране, так и по отдельным регионам.
Еще одним источником энергии являются горючие сланцы и битуминозные пески. Добываемая нефть может представлять собой не жидкость, а довольно вязкую массу. В этом случае порода именуется битуминозным песком. Если же нефть смешана с мелкими частицами, которые лишают ее текучести, то такая порода носит название горючих сланцев. Месторождения горючих сланцев преимущественно сосредоточены в Северной Америке (70%) и в Латинской Америке (25%), битуминозных песков - в Канаде, Южной Америке, Сибири и Нигерии. Их запасы приближаются к запасам природного газа. Получаемое из них топливо сравнительно дорогое, поскольку и сланцы, и пески требуют предварительной термической обработки.
- Предисловие
- Глава 1. Предмет и содержание экологии
- Что изучает экология?
- 1.2. Краткая история экологического знания
- 1.3. Современное определение экологии
- 1.4. Структура экологии
- 1.5. Предмет и объекты изучения экологии
- Вопросы для повторения
- Что изучает экология?
- Глава 2. Среда обитания
- 2.1. Понятие о среде обитания
- 2.2. Среды жизни
- 2.3. Водная среда
- 2.4. Наземно-воздушная среда
- 2.5. Почвенная среда
- 2.6. Живые организмы как среда обитания
- Вопросы для повторения
- Глава 3. Факторы окружающей среды
- 3.1. Понятие об экологических факторах
- 3.2. Абиотические факторы
- 3.3. Биотические факторы
- 3.4. Антропогенные факторы
- 3.5. Законы воздействия экологических факторов на живые организмы
- 3.6. Адаптации организмов к факторам среды
- 3.7. Жизненные формы организмов
- Вопросы для повторения
- Глава 4. Экология популяций
- 4.1. Определение и сущность популяции
- 4.2. Структура и характеристика популяций
- 4.3. Взаимодействия между популяциями
- 4.4. Конкуренция. Закон конкурентного исключения Гаузе
- Вопросы для повторения
- Глава 5. Биоценоз
- 5.1. Понятие биоценоза
- 5.2. Видовая структура биоценоза
- 5.3. Пространственная структура биоценоза
- 5.4. Экологическая ниша
- Вопросы для повторения
- Глава 6. Концепция экосистемы
- 6.1. Сущность экосистемы
- 6.2. Динамика и развитие экосистем
- 6.3. Поток энергии, пищевые цепи, экологические пирамиды
- 2. Консументы (от лат consumo - потребляю), потребители - гетеротрофные организмы, которые питаются готовым органическим веществом.
- 6.4. Экосистема и биогеоценоз
- 6.5. Агроэкосистемы
- Вопросы для повторения
- Глава 7. Биосфера
- 7.1. Понятие биосферы. Учение в.И.Вернадского о биосфере
- 7.2. Происхождение жизни и эволюция биосферы
- 7.3. Живое вещество биосферы
- 7.4. Распределение жизни в биосфере
- 7.5. Стабильность биосферы и основные круговороты вещества
- 7.6. Биологическое разнообразие – основа устойчивости биосферы
- 7.7. Концепция ноосферы
- Вопросы для повторения
- Глава 8. Природные ресурсы
- 8.1. Понятие природных ресурсов
- 8.2. Водные ресурсы Беларуси
- 8.3. Почвенные ресурсы Беларуси
- 8.4. Растительные ресурсы Беларуси
- 8.5. Состояние ресурсов животного мира Беларуси
- Вопросы для повторения
- Глава 9. Основные тенденции глобального экологичесКого кризиСа
- 9.1. Экологические проблемы современности
- 9.2. Понятие экологического кризиса
- 9.3. Определение и классификация загрязняющих веществ
- 9.4. Воздействие на атмосферу: смог, кислотные осадки
- 9.5. Проблема глобального потепления (парниковый эффект)
- 9.6. Состояние озонового экрана
- Вопросы для повторения
- Глава 10. Проблемы охраны природы.
- 10.1. Охрана флоры и фауны
- 10.2. Красная книга
- 10.3. Система особо охраняемых природных территорий (оопт)
- 10.4. Особо охраняемые территории мира и Беларуси
- Вопросы для повторения
- Глава 11. Энергосбережение в республике беларусь
- 11.1. Понятие топливно-энергетических ресурсов
- Топливно-энергетические ресурсы Беларуси
- 11.3. Топливно-энергетический комплекс Беларуси
- Основные направления экономии энергоресурсов
- Эффективное использование энергии в населенных пунктах
- Энергосбережение в быту
- Вопросы для повторения
- Примерная тематика докладов и рефератов для семинарских занятий
- Экология популяций.
- Рекомендуемая литература