Климатические изменения и способы производства

Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова
Межфакультетский учебный курс
Марфенин Николай Николаевич,
профессор биологического ф-та;
Попова Людмила Владимировна,
в.н.с., к.б.н. Музея землеведения
Лекция №6:
Климатические изменения и
способы производства
электроэнергии
Почтовый ящик курса: ecopro2014@mail.ru
пароль: 2014ecopro
Рекомендуемые источники информации по
теме «Изменение климата»
• http://www.skepticalscience.com/translation.php?lang=16
• http://www.grida.no/publications/vg/climate/
• Клименко А. В., Клименко В. В. Виновато ли человечество в
глобальном изменении климата // Россия в окружающем мире:
1998 (Аналитический ежегодник). М., 1998. С. 53–66.
• Тарко А.М. Парниковый эффект и климат. // Экология и жизнь,
2001, № 1, с. 48-51.
• Тарко А.М. Можем ли мы затормозить глобальное потепление?
// Россия в окружающем мире. 2008. № 11. С. 17-43.
• Сорохтин О.Г. Адиабатическая теория парникового эффекта
http://fiz.1september.ru/articlef.php?ID=200501111%22
• Бялко А. В. Палеоклимат: дополнения к теории Миланковича //
Природа, 2009, №12
(http://elementy.ru/lib/430974?page_design=print)
• Разуваев, В. Н. Погода и климат в России в XX веке // Россия в
окружающем мире: 2001. - М., 2001. - С. 163-193
Рекомендуемые источники информации
Популярные издания WWF
России подготовленные на базе
«Оценочного доклада» РАН и
Росгидромета,
вышли в 2010 г.
http://www.wwf.ru/resources/publ/book/434
http://www.wwf.ru/resources/
publ/book/434
Дополнительные источники
информации
Ежемесячный бюллетень
Росгидромета для широкого
круга читателей
«Изменение климата»
www.meteorf.ru (см.
Выпуски в ленте новостей)
Специальный сайт
Росгидромета по проблеме
глобального изменения
климата для широкого круга
читателей
www.global-climate-change.ru
Дополнительные источники
информации
Ежегодный «Доклад об
особенностях климата на
территории Российской
Федерации за 201_ год»
www.meteorf.ru (весь год висит
«красной» строкой как
«верхняя» новость)
Оценочный доклад об
изменении климата и их
последствиях на территории
РФ (по состоянию на 2008 г.)
подготовлен институтами РАН
и Росгидромета
http://climate2008.igce.ru
Ны неш нее изм енение к лим ата
из-за человек а и от нас
зависит к лим ат XXI век а
Дополнительные источники
информации
Обзор последствий изменений климата на
территории России и их прогнозов
(работа конца 2011 г., на сайте ГГО)
http://voeikovmgo.ru/download/publikacii/2011/Mokryk.pdf
Всемирный дискуссионный сайт по
проблеме изменения климата (Ин-т
им. Годдарда, NASA), все вопросы,
кроме политических
www.realclimate.org
http://www.skepticalscience.com/docs/Guid
e_to_Skepticism.pdf
http://www.skepticalscience.com/tra
nslation.php?lang=16
•
•
•
•
•
http://www.unep.org/climatechange/mitigation/Default.aspx
http://www.globalissues.org/issue/178/climate-change-and-global-warming
http://climate.nasa.gov/causes
http://www.worldclimatereport.com
http://www.worldresourcesreport.org/wrr-2010-2011
Метеорологические экстремумы, засухи,
наводнения, бури, недороды, голод и эпидемии в Европе на протяжении 2000 лет . с
IV века до н.э. по XVI век н.э. включительно
•
•
•
•
905 экстремальных лет,
в том числе 456 голодных лет,
а повсеместный голод 263 раза.
Следовательно: каждый 2-й год бывает
неблагоприятным, а каждый 9-й столь
неблагоприятным, что вызывал бедствие в
международном масштабе
• Бараш С.И. История неурожаев и погоды в Европе. Л.:
Гидрометеоиздат, 1989. 237 с.
«Зима 400/01 г. была чрезвычайно суровой. Все Черное море
замерзло. Лед сохранялся 20 дней. Замерзли реки Темза, Рейн,
Дунай, Рона».
«В 762 г. в Европе зима была очень суровой. Особенно суровой
была зима 763/64 г. Подобной зимы в прошлом не наблюдалось.
Уже 5 октября 763 г. все реки и моря Европы внезапно замерзли.
Замерзли также Черное море и Дарданеллы. Они покрылись
льдом толщиной 75 см. Зима была многоснежной (снежный
покров достигал высоты 20 локтей), весна — многоводной.
Февральская оттепель вызвала сильные наводнения в Европе.
Тяжелый ледоход наблюдался на Босфоре у Константинополя».
«Очень суровой и многоснежной была зима 826/27 г. Темза
замерзла на 7 месяцев. В низких широтах Европы наблюдались
полярные сияния. В 829 г. зима была исключительно суровой.
Все реки Европы замерзли. По данным Р. Хеннига [159], замерз
даже Нил на 6 месяцев».
С. И. Бараш История неурожаев и погоды в Европе
«Следует отметить, что в аномальные годы северное сияние нередко
наблюдается в средних и низких широтах и имеет обычно красноваторозовый оттенок. По свидетельству римского философа Сенеки (ок. 4 г. до
н. э. — 65 г. н. э.), в 37 г. н. э. северное сияние над Римом было такое
красное, что римляне решили, что горит вся колония Остия, и император
Тиберий (14—37 гг. н. э.) поспешил выслать туда для помощи
подразделение своих войск. По данным П. Раиса [165], подобный случай
произошел еще в 18—19 гг. н. э. Интересен и тот факт, что почти две
тысячи лет спустя, 25 января 1938 г., красно-багровое сияние в северной
части горизонта произвело на людей впечатление столь необычайного
пожара, что были вызваны пожарные команды из некоторых
южноевропейских городов».
С. И. Бараш История неурожаев и погоды в Европе
http://simbir-archeo.narod.ru/klimat/barash1.htm
Каковы причины изменения климата ?
• Гипотеза периодического изменения активности
Солнца
• Теория влияния на климат циклических процессов
изменения положения Земли по отношению к Солнцу
• Жозеф Фурье, 1827 - Гипотеза парникового
эффекта;
• Сванте Аррениус , 1896 – Роль углекислого газа в
парниковом эффекте
Циклы солнечной активности
Александр Леонидович Чижевский (1897-1964)
http://divinecosmos.e-puzzle.ru/img/8-11image002.jpg
Колебания
солнечной
активности
не является
главной
причиной
изменения
климата
http://temperatures.ru/articles/global_climate_change
При дальнейшем наращивании потребления
горючих ископаемых происходит:
1. Возрастание концентрации СО2 в атмосфере
2. Парниковый эффект
3. Повышение средней температуры приземного слоя
атмосферы
4. Таяние льдов и ледников, сопровождаемое сокращением
отражательной способности планеты
5. Увеличение риска«лавинообразной реакции» потепления
климата
6. Повышение уровня Мирового океана
7. Смещение климатических зон вызовет сокращение
биоразнообразия
8. Увеличение числа и силы природных катаклизмов
9. Уменьшение площади территории вечной мерзлоты
10. Распространение тропических болезней
Основные факторы изменения климата на
Земле – «Циклы Миланковича»:
•
•
•
Милутин Миланкович (18791958) – сербский инженер
Наклон оси вращения
планеты к плоскости орбиты
(эклиптике)
Эксцентриситет орбиты степень вытянутости орбиты
Прецессия - колебание угла
наклона оси планеты
«Циклы Миланковича», соотнесенные с циклами
оледенения в прошлом вплоть до 1 млн лет
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Milankovitch_Variations.png?uselang=ru
Прогноз динамики поглощения тепла
поверхностью Земли согласно расчетам
М.Миланковича
ε – наклон оси вращения
Земли.
e – эксцентриситет орбиты.
ϖ наклон эклиптики к
небесному экватору.
esin(ϖ) –индекс прецессии.
Q day (W m-2 ) – количество
энергии, (Ватт/ кв.м*сут)
достигающей поверхность
Земли в день летнего
солнцестояния для широты
65о С.Ш.
http://votedeath.ru/wp-content/uploads/2011/01/Kogo-parit-–-parnikovyy-effekt.jpg
http://johnstonanalytics.com/energy
Изменение температуры по данным метеостанции
«Потстдам-Телеграфенберг» за 1893-2007 гг. — самый
продолжительный ряд непрерывных
метеорологических измерений на Земле
http://polit.ru/article/2009/09/16/poteplenie/
Повышение среднегодовой температуры и
концентрации CO2
http://temperatures.ru/articles/global_climate_change
http://www.rgo.ru/2010/12/parnikovye-gazy/
Послойное исследование соотношение изотопов
кислорода в керне льда Гренландского ледника
http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Paleoclimatology_IceCores/
Слоистая структура льда. Толщина ледового
покрова 3500 м.
Изменение температуры за последние 10 000 лет по
данным анализа изотопов в толще гренландского ледника
http://theclimatescepticsparty.blogspot.ru/2013/01/the-changing-climate-of-climate-change.html
Процентное соотношение изотопа дейтерия (2Н)
послойно в кернах льда из двух скважин в Антарктиде
% содержание изотопа 18О
послойно в кернах осадочных
отложений на дне океана
http://vivovoco.rsl.ru/VV/NEWS/PRIRODA/2004/PR_11_04.HTM
Реконструкция колебаний содержания CO2 и средней
глобальной температуры земной поверхности
(160 тыс. лет назад — 2100 г.).
(Источник: Global Common Institute, London. Weizsдcker E.U. von. Earth Politics.
Foreword by the President of the Club of Rome. L.; New Jersey, 1994. P.43.)
«…бытующие представления о существенном
влиянии антропогенных выбросов углекислого газа
на потепление климата являются мифом, реально же
эти выбросы никак не влияют на климат Земли.
Более того, увеличение концентрации углекислого
газа в земной атмосфере, безусловно, является
полезным фактором, повышающим продуктивность
сельского хозяйства и способствующим более
эффективному восстановлению растительной массы
в районах сведения лесов».
Сорохтин О.Г., 2005
http://fiz.1september.ru/articlef.php?ID=200501111%22
«Бывший президент Национальной академии наук США проф.
Ф.Зейтц подготовил петицию учёных правительству США с призывом
отказаться от Международного соглашения по глобальному
потеплению климата, заключённого в Киото (Япония) в декабре 1997
г., и других аналогичных соглашений. В петиции, в частности,
говорится: «Не существует никаких убедительных научных
свидетельств того, что антропогенный выброс диоксида углерода,
метана или других парниковых газов вызывает или может в
обозримом будущем вызвать катастрофическое прогревание
атмосферы Земли и разрушение её климата. Кроме того, имеются
существенные научные свидетельства, показывающие, что
увеличение в атмосфере концентрации диоксида углерода приводит
к положительному влиянию на естественный прирост растений и
животных в окружающей среде Земли».
Сорохтин О.Г., 2005
http://fiz.1september.ru/articlef.php?ID=200501111%22
Мы проанализировали возможные причины глобального
потепления атмосферы. Из всех причин наиболее вероятной
является рост количества диоксида углерода в атмосфере,
связанный со сжиганием ископаемых органических топлив,
вырубкой лесов и эрозией почв. На основе математического
моделирования были оценены последствия сокращения выбросов
диоксида углерода и показано, что это позволит в некоторой
степени снизить скорость роста содержания диоксида углерода в
атмосфере.
Предполагаемое уменьшение будет не слишком велико, однако,
как показывают расчеты на математической модели глобального
цикла углерода, если не будут приняты меры по ограничению
выбросов в атмосферу, не исключена возможность, начиная с
2050 г., прекращения компенсации биосферой выбросов диоксида
углерода, нарушение устойчивого развития биосферы и
значительное увеличение глобального потепления.
Тарко А.М., 2008
http://www.rus-stat.ru/index.php?vid=1&year=2008&id=105
«Принцип (экологической)
предосторожности»:
• "В тех случаях, когда существует угроза
серьезных необратимых экологических
нарушений, отсутствие полной научной
определенности не должно использоваться в
качестве основания для того, чтобы
откладывать принятие экономически
эффективных мер по предотвращению
экологической деградации" (Декларация Рио-деЖанейро, 1992 г.. Принцип 15).
Аналоги принципа предосторожности:
• Вердикт медицинского консилиума
• Инженерные решения (коэффициент запаса
прочности)
• Геополитические оценки и военные доктрины
государств
• Техника безопасности
• Учебные тревоги на корабле
Нужны ли еще доказательства благоразумности
трат на предотвращение возможного парникового
эффекта ?
Каковы источники парниковых
газов и как можно снизить их
эмиссию?
http://www.rgo.ru/2010/12/parnikovye-gazy/
http://www.grida.no/publications/vg/climate/page/3060.aspx
Побочные
продукты
С/Х
Твердые
отходы и их
переработка
Добыча
ископаемых
http://saferenvironment.files.wordpress.com/2008/10/greenhousegaschart.png
http://www.rgo.ru/2010/12/parnikovye-gazy/
Сокращение ледников (куб.миль)
http://temperatures.ru/articles/global_climate_change
Сокращение снежного покрова в северном полушарии
(млн.кв.км)
http://temperatures.ru/articles/global_climate_change
Сокращение площади
ледового покрытия в
Северном Ледовитом
Океане (26.08.2012) по
сравнению с 2007 г и
средним за 1979-2000
Quirin Schiermeier. Ice loss
shifts Arctic cycles // Nature.
2012. V. 489. P. 185–186.
http://elementy.ru/news/431896
Арктика: минимальная площадь льдов по годам
http://www.iup.uni-bremen.de:8084/amsr/minimum2011-en.pdf
Трехкратное уменьшение объема летних льдов в
Арктике
Polar Science Center
http://psc.apl.washington.edu/wordpress/research/projects/a
rctic-sea-ice-volume-anomaly/
Повышение теплосодержания Мирового океана в
поверхностном слое воды (0-700 м)
http://temperatures.ru/articles/global_climate_change
Повышение уровня моря (мм)
http://temperatures.ru/articles/global_climate_change
Сокращение территории вечной мерзлоты в РФ
А.В.Павлов, Г.Ф.Гравис, Вечная мерзлота и современный климат // Природа,
2000, № 4.
Разрушение зданий и сооружений в зоне
вечной мерзлоты
1–
малый
риск
2–
средний
риск
3–
высокий
риск
Source: Anisimov
and Reneva,
2006;
calculations of
the basis of
climate scenario
GFDL
Температура, СО2, сжигание топлива,
природные катастрофы
http://eco-capital.ru/ecospravka.php?ELEMENT_ID=170
Динамика природных катастроф и ущерба
http://www.rgo.ru/wp-content/uploads/2010/12/3-ekon-ushcherb-pogodam.jpg
Большие природные катастрофы за 55 лет
http://www.rgo.ru/2010/12/prirodnye-katastrofy-za-poslednie-polveka/
http://vzglyadzagran.ru/wp-content/uploads/2011/06/8b4e45e0c02d.jpg
Вклад различных причин природных,
техногенных и социальных катастроф
http://www.rgo.ru/wp-content/uploads/2010/12/2-sluchai-67-91.jpg
Выводы относительно глобального
потепления климата
• Глобальное изменение климата происходит прежде
всего под влиянием ряда циклических природных
процессов
• Однако избыточное потребление (сжигание) горючих
полезных ископаемых может ускорить естественный
процесс и неблагоприятно сказаться на климате
• Потепление климата неизбежно приведет к
значительному экономическому ущербу, косвенно
обострит социальные и политические проблемы,
может увеличить риск эпидемической опасности
Мировое потребление ископаемых источников
органического топлива в период с 1950 по 1999 гг.
(по:Worldwatch Datebase Disk, 2000)
9000
8000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
млн. т нефт.экв.
1998
1995
1992
1989
1986
1983
1980
1977
1974
1971
1968
1965
1962
1959
1956
1953
0
1950
млн. тонн нефт.эквив.
7000
Экологические особенности
получения электроэнергии
различными способами
Основные способы получения
электроэнергии
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Тепловые электростанции
Гидроэлектростанции
Атомные электростанции
Приливные электростанции
Энергия волн
Геотермальные электростанции
Солнечные электростанции
Ветрогенераторы
Теплоэлектростанции (ТЭС, ТЭЦ)
(примерно: 63%);
• Положительные особенности ТЭС:
• мобильность и независимость электрогенераторов;
• возможность быстро изменять количество
продуцируемой электроэнергии;
• невысокая по современным понятиям цена
генерируемой электроэнергии;
• возможность сочетать с производством
электроэнергии также и выработку тепла (для
отопления) – так называемая когенерация;
• значительные сырьевые ресурсы, необходимые для
работы ТЭС.
Доля различны х источников получения
электроэнергии в мире в 1999 г.
(по:www.eia.doe.gov /emeu/iea)
ТЭС
ГЭС
АЭС
Геотерм и др.
• Отрицательные особенности ТЭС:
1. прямое тепловое загрязнение окружающей среды;
2. основной источник антропогенной эмиссии углекислого
газа, усиливающий парниковый эффект;
3. загрязнение воздуха сопутствующими частицами и газами.
Выбросы ТЭС стали основным источником «кислотных
дождей» (см. главу 16);
4. при возрастающем потреблении нефтепродуктов
неизбежно возрастает и риск загрязнения окружающей
среды в местах добычи нефти, при авариях на
нефтепроводах или танкеров, перевозящих нефть;
5. радиоактивное загрязнение в результате попадания в
выбросы радиоактивных продуктов, содержащихся в
нефти и, особенно, в угле в незначительных количествах.
При длительной работе ТЭС на окружающей территории
постепенно возрастает концентрация радиоактивных
веществ;
6. нефть – ценнейшее природное сырье; еще Д.И.Менделеев
писал, что сжигать его лишь для того, чтобы получить
энергию, равносильно растапливанию печки
ассигнациями.
Способы уменьшения неблагоприятных
воздействий от ТЭС:
• Предварительная очистка топлива от загрязняющих
веществ (прежде всего, серы);
• Очистка выбросов на специальных устройствах;
• Повышение эффективности генерации
электроэнергии;
• Снижение доли ТЭС в генерации электроэнергии;
• Снижение потребления электроэнергии.
Гидроэлектростанции (ГЭС)
(примерно 18%)
Положительные особенности ГЭС:
1. самая низкая себестоимость генерируемой
электроэнергии;
2. технологическая простота сооружения ГЭС и их
безопасность;
3. неисчерпаемость ресурса;
4. одновременное снижение риска наводнений;
5. аккумуляция воды в водохранилищах для ирригации
прилежащих сельскохозяйственных территорий;
6. отсутствие теплового загрязнения окружающей
среды;
7. отсутствие какого-либо химического загрязнения;
8. отсутствие радиоактивного загрязнения;
9. проектная жизнь вдвое больше, чем ТЭЦ;
10. по сравнению с другими способами получения
электроэнергии ГЭС более эффективны, так как
95% времени они работают.
• Отрицательные особенности ГЭС:
1. зарегулирование стока рек приводит к
значительному изменению водных экосистем:
вместо проточных возникают стоячие водоемы;
2. при строительстве водохранилищ в низовьях рек
происходит затопление значительных территорий
(пойм) – наиболее плодородных земель, общее
количество которых на Земле не столь велико; в
СССР за время гидростроительства были
переселены 1 млн. 100 тыс. человек;
3. при значительном смыве с берегов почвы и
поступлении бытовых и сельскохозяйственных
стоков происходит эвтрофикация вод, что приводит
к цветению фитопланктона и последующим
заморам;
4. проходные (мигрирующие из моря в верховья рек
или наоборот) рыбы лишаются возможности достичь
своих нерестилищ.
Продольный
профиль
каскада ГЭС и
водохранилищ
на реках Волге
и Каме (по:
Авакян, 1999)
Затапливаемые при создании водохранилищ
угодья (луга, леса, поля, деревни, дороги)
Атомные электростанции (АЭС)
(примерно 17%)
• Положительные особенности АЭС:
1. продолжительная работа на ограниченном по массе
источнике энергии;
2. возможность обеспечения электроэнергией
регионов, находящихся вдали от источников
органического топлива или гидроэнергетических
ресурсов;
3. предполагаемая неисчерпаемость ядерного
топлива;
4. возможность одновременного получения материала
для создания ядерного оружия;
5. отсутствие химического загрязнения окружающей
среды;
6. отсутствие негативных экологических последствий,
подобных строительству плотин и водохранилищ.
•
Отрицательные особенности АЭС:
1. утечки радиации в штатном режиме;
2. радиоактивная опасность в случае аварии;
3. сложность безопасного захоронения ядерных
отходов;
4. непродолжительность проектного срока службы
АЭС;
5. сложность решения проблемы демонтажа АЭС и
обезвреживания радиоактивных конструкций;
6. достаточно высокая себестоимость получаемой
электроэнергии;
7. весьма ограниченные ресурсы урана для получения
ядерного топлива.
Авария на Чернобыльской АЭС
26 апреля 1986 г.
http://rbic.ibrae.ru/RBIC/accident.html
Масштаб катастрофы
• Радиоактивное облако от аварии прошло над европейской частью
СССР, Восточной Европой , Скандинавией , Великобританией и
восточной частью США .
• Примерно 60 % радиоактивных осадков выпало на территории
Белоруссии .
• Около 200 000 человек было эвакуировано из зон, подвергшихся
загрязнению.
• Непосредственно во время аварии острому радиационному
воздействию подверглось свыше 300 человек из персонала АЭС
и пожарных.
• Из них 237 был поставлен первичный диагноз «острая лучевая
болезнь» (ОЛБ).
• Наиболее тяжело пострадавших, а это 31 человек, спасти
не удалось.
• После аварии, к работам по ликвидации ее последствий были
привлечены сотни тысяч граждан СССР, из них около 300 тысяч —
граждане Беларуси и России.
Карта
загрязнения
после
катастрофы
на ЧАЭС
http://rbic.ibrae.ru/RBIC/ima
ges/sentrobank.jpg
Загрязнение в
Скандинавии
КАТАСТРОФА НА ЯДЕРНОМ КОМБИНАТЕ
«МАЯК» 29 сентября 1957 г.
Восточно-уральский радиоактивный след
http://nuclear.tatar.mtss.ru/images/vurs.gif
http://greenworld.org.ru/sites/default/greenfiles/bodrov_r1.jpg
Число атомных
реакторов по
странам мира
в 2009 и 2011 г
http://4.bp.blogspot.com/-knxqpYQWAQI/TjLT0Ff0iXI/AAAAAAAAACg/ALadMoF3haE/s1600/1.png
Состояние атомной энергетики по странам
Страны с АЭС:
эксплуатируются АЭС, строятся новые энергоблоки ;
планируется строительство новых энергоблоков ,
строительство новых пока не планируется,
рассматривается сокращение их кол-ва.
Страны без АЭС:
станции строятся,
строительство планируется;
станций нет и не планируются;
гражданская ядерная энергетика запрещена законом
После аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. ряд
стран приняли решение в виде закона или
моратория о запрете строительства АЭС
После 1986 г в Австралии, Италии, Норвегии, Швеции и Швейцарии
предусмотрено прекращение строительства новых и вывод из эксплуатации
к 2010 г. действующих АЭС.
В 2010 г Швеция сняла мораторий на строительство АЭС.
30 июня 2011 года в Германии принят закон о полном отказе от
производства ядерной энергии до конца 2022 года
Подтвержденные ресурсы урана ведущих
сырьевых стран на 1998 г., тыс. т
(по: Юсфин и др., 2002)
Австра
лия
Казахст Канада
ан
ЮАР
Бразилия
Намибия США Остальн
ые
615
430
215
180
165
325
105
660
После 1986 г в Австралии, Италии, Норвегии, Швеции и Швейцарии
предусмотрено прекращение строительства новых и вывод из эксплуатации
к 2010 г. действующих АЭС.
В 2010 г Швеция сняла мораторий на строительство АЭС.
30 июня 2011 года в Германии принят закон о полном отказе от
производства ядерной энергии до конца 2022 года
Доля АЭС в
национальных
энергобалансах (%) по
странам в 2010 году
(http://ar2010.rosatom.ru/images
/gr_ru/3-2-16.jpg)
Расположение АЭС в мире в 1998 г
http://green3mii.blogspot.ru/2011/07/3.html
Карта расположения АЭС в России
(http://www.rosatom.ru/)
http://4energetic.ru/pages/page54
Присутствие госкорпорации «Росатом» на
зарубежном рынке строительства АЭС
В мире в стадии
строительства находится 65
блоков АЭС (2011 г.)
http://green3mii.blogspot.ru/2011/07/3.html
Строить АЭС или нет ?
Ответ Перу:
"Обладая избытком гидроэнергетических, газовых и
нефтяных ресурсов, Перу может сегодня позволить
себе взять обязательство в ближайшие 100 лет или
больше не использовать атомную энергию, избавив
население от опасности ядерного заражения, тем
более что мы проживаем в сейсмоопасной зоне", заявил Гарсия в эфире радиостанции RPP.
(РИА Новости: 19.03.2011)
Приливные электростанции (ПЭС)
• Положительные особенности ПЭС:
• неисчерпаемый источник энергии;
• отсутствие теплового, химического,
радиоактивного загрязнений;
• низкая эксплуатационная стоимость ПЭС, что
со временем снижает себестоимость
электроэнергии;
• в ряде случаев при сооружении ПЭС удается
одновременно повысить привлекательность
акватории к водным видам отдыха и
привлечь туристов
• Недостатки ПЭС:
• недостаток подходящих мест для строительства
рентабельных ПЭС;
• отдаленность мест размещения ПЭС от
потребителей;
• большие затраты и значительная
продолжительность строительства ПЭС;
• непостоянство генерируемой электроэнергии;
• изменение характера водообмена на больших
акваториях, что приводит к изменению состава
местных водных экосистем;
Карта расположения мест с высокими приливами
(по: Бирштейн и др., 1987)
Осуществленные и проектируемые
приливные электростанции (по: Бернштейн
и др., 1994)
Название
Страна
Год
Прилив
Мощность Число
турбин
Ранс
Франция
1968
13,5 м
240 МВт
24
Кислогубская СССР
1968
4
400 КВт
1
Фанди
США
проект
18
4864 МВт
128
Анаполис
США
1980-х
8,7
20 МВт
1
Северн
Великобр.
начало
11,6
8640 МВт
216
Мерсей
Великобр.
проект
6,4
700 МВт
28
Тугурская
СССР
проект
9
6800
420
Цсянсян
КНР
проект
9
3,5 МВт
6
La Rance Tidal Power Plant
http://knowledge.allianz.com/en/media/galleries/energy_profile_water/7.html
Кислогубская ПЭС (Мурманская
область)
Использование энергии Солнца
• Положительные особенности СЭС:
1. неисчерпаемый источник энергии;
2. отсутствие химического, теплового и
радиоактивного загрязнения окружающей среды;
3. полная независимость энергопотребления от
производителей электричества;
4. неприхотливость и долгий срок службы солнечных
батарей, в которых отсутствуют движущиеся части;
5. модульность конструкции, позволяющая
монтировать СЭС любой мощности и формы;
6. возможность расположения маломощных СЭС на
существующих строениях, без использования
дополнительной территории.
Недостатки СЭС:
высокая себестоимость получаемой электроэнергии;
неравномерность выработки электричества;
сложности с аккумуляцией электричества для
обеспечения непрерывного энергоснабжения;
4. загрязнение окружающей среды при производстве
самих солнечных батарей и аккумуляторов к ним;
5. большая площадь, занимаемая солнечными
батареями относительно мощности
вырабатываемой ими электроэнергии;
6. сложности передачи электроэнергии на
значительные расстояния, возникающие из-за
слабой мощности оптимальных СЭС
•
1.
2.
3.
Солнечный коллектор, приводящий в действие
паровую машину, дающую энергию для
печатного станка (по: Ревель, Ревель, 1995. Т.3)
Проект «Солнечной башни»
Строго ориентированные зеркала вокруг
«солнечной башни»
Общемировые тенденции изменения соотношения
использования различных источников получения
электроэнергии (по: : Worldwatch database, 2000)
Ветрогенераторы
+24.2
Солнечные батареи
+17.3
Геотермальные электростанции
+4.3
Теплоэлектростанции на природном
газе
Гидроэлектростанции
+1.9
Теплоэлектростанции на
нефтепродуктах
+0.8
Атомные электростанции
+0.5
Теплоэлектростанции на угле
-0.5
+1.8
Солнечный водонагреватель
(по: Ревель, Ревель, 1995. Т.3)
Современные теплоаккумулирующие панели
250
Увеличение
совокупной
мощности (МВт)
продаваемых
ежегодно
солнечных
батарей в мире
в период с 1971
по 2000 гг.
200
МВт
150
100
(по: Worldwatch
database, 2000)
50
1998
1995
1992
1989
1986
1983
1980
1977
1971
0
«Солнечная башня» для концентрации энергии
солнечного света в ограниченном объеме и
разогрева до нескольких тысяч градусов
Геотермальные электростанции
•
Положительные особенности
геотермальной энергетики:
1.
2.
неисчерпаемый источник энергии;
возможность совмещения процессов выработки
электроэнергии с обогревом домов и с добычей
некоторых химических элементов, например серы;
относительно невысокая себестоимость
электроэнергии в местах с большими ресурсами
перегретого пара.
3.
Геотермальные электростанции
Геотермальная
электростанция в
США
8 000
7 000
2 000
Увеличение
производства
электроэнергии
на
геотермальных
электростанциях
в мире с 1950 по
1996 гг. (по:
1 000
Worldwatch Datebase,
2000)
6 000
4 000
3 000
1995
1990
1985
1980
1975
1970
1965
1960
1955
0
1950
МВт
5 000
•
Недостатки геотермальной энергетики:
1. ограниченность геотермального ресурса
отдельными местами вблизи зон вулканической
активности;
2. отдаленность мест размещения ГТЭС от
потребителей;
3. наличие теплового, химического, радиоактивного
загрязнений при использовании воды и пара,
поступающих из гейзеров;
Ветрогенераторы
•
Положительные особенности
ветрогенераторов:
1. неисчерпаемый и значительный по потенциальным
ресурсам источник энергии;
2. возможность независимого размещения ветряков
повсеместно, где ветер достаточно постоянен и
силен, в частности в отдаленных арктических,
горных районах и на островах;
3. отсутствие химического, теплового и
радиоактивного загрязнения окружающей среды.
• Недостатки ветрогенераторов:
1. непостоянство генерируемой мощности, в связи с
чем требуется: либо подсоединяться к
электросетям, либо иметь дополнительную
небольшую электростанцию на органическом
топливе, либо запасать электроэнергию в
аккумуляторах;
2. слишком высокая стоимость современных
ветрогенераторов, рассчитанных на автоматическую
саморегуляцию и способных выдержать штормовые
натиски ветра;
3. опасность для птиц, не способных заметить быстро
вращающихся лопастей ветрового колеса;
4. создаваемые ветряками радиопомехи;
5. высокий уровень шумового загрязнения.
Сила ветра в различных местах Европы (на
высоте 80 м в 2000 г.) (источник:
http://www.stanford.edu/group/efmh/winds/global_winds.html)
16 000
14 000
Увеличение
совокупной
мощности парка
ветрогенераторов
в период с 1980 по
1999 гг. (по:
12 000
8 000
Worldwatch Datebase
Disk, 2000)
6 000
4 000
2 000
1998
1995
1992
1989
1986
1983
0
1980
МВт
10 000
Энергия ветра, Калифорния, США
Ветряки в Калифорнии, США
Стратегия перманентной экономии
энергии
1. своевременное выключение освещения и снижение обогрева в
помещениях без людей;
2. герметизация обогреваемых жилищ;
3. развитие системы общественного транспорта;
4. совместное пользование индивидуальным автотранспортом;
5. более частое использование велосипедов вместо автомобилей
на коротких дистанциях;
6. окраска стен помещений в светлые тона;
7. установка экономичных ламп нового поколения;
8. снижение неоправданных расходов на световую рекламу и
вообще на рекламную продукцию;
9. экономное потребление расходных материалов, в том числе
писчей бумаги;
10. своевременная ликвидация протечек в водопроводной системе;
установка водонагревателей, использующих пассивный нагрев
от солнечного света; и др.
Выводы:
1.
2.
3.
4.
Каждый источник получения энергии имеет свои
позитивные и негативные стороны.
Полный переход на экологически безопасные
способы получения энергии пока еще экономически
и технически невозможен.
Однако возможно уменьшение доли наиболее
опасных для биосферы источников
электроэнергии, таких как тепловые и атомные
электростанции, за счет более широкого
использования ветрогенераторов, приливных
электростанций, прямого и косвенного
использования солнечной энергии, и других так
называемых «альтернативных» источников
энергии.
Без согласованной международной политики и
государственной поддержки эта программа может
запоздать или быть недостаточно эффективной.
Благодарю за внимание
e-mail:
nnmarf@mail.ru
Автономный
плавучий дом
http://filearchive.cnews.ru/img/reviews/2010/12/29/summer_476ce.jpg
Проект «Плавучего города»
http://aenergy.ru/491