Екологія довкілля. Охорона природи - Грицик В. - Вітрові електростанції

Енергія вітру екологічно чиста, але можливості її використання в різних місцях неоднакові. Для нормальної роботи вітрових двигунів мінімальна швидкість вітру повинна становити в середньому за рік 4-5 м/с, а оптимальна - 6-8 м/с. Для цих установок шкідливі й ураганні вітри, які можуть їх поламати. Найбільш сприятливі зони для використання вітрової енергії - узбережжя морів і океанів, степи, тундри, високогір'я. Потужність існуючих на даний час ВЕС становить від 15 кВт до 7 МВт. У 1994 р. загальна потужність вітрових електростанцій світу становила 3,7 ГВт. До країн з найбільшим генеруванням вітрової енергії належать Німеччина, Великобританія та Індія, до них наближають^ ся Аргентина, Бразилія, Болівія, Чилі, Китай, Єгипет, Індонезія. Під час роботи ВЕС навколишнє середовище не зазнає ніяких забруднень. Єдині негативні впливи - це низькочастотний шум працюючих вітряків та випадкова загибель птахів, що потрапляють у лопасті вітродвигунів.

Енергія океану - одна з найбільш екологічно чистих. Вона може використовуватися в припливних електростанціях (ПЕС), хвильових електростанціях (ХВЕС), електростанціях морських течій (ЕСМТ). Це джерело невичерпної і в перспективі - економічно дешевої енергії.

Тільки потужність припливів складає біля 1000 ГВт, що співрозмірне з енергетичним потенціалом усіх рік Землі. Чергування припливів - відпливів проходить щодоби через кожні 6 годин. ПЕС використовують обидві фази. Вони вже діють у Франції й Канаді.

Морська хвиля середніх розмірів несе близько 90 кВт енергії на 1 кв.м узбережжя. У Японії працює плаваюча електростанція, яка працює на енергії морських хвиль. її потужність - 2 МВт.

Існують також ПТЕС - енергоустановки, які використовують температурний градієнт (різницю температур) між верхніми й нижніми шарами моря.

Широке впровадження морських електростанцій різних типів стримується відносно високою їх вартістю. Проте фахівці дійшли висновку, що їх енергетичний баланс (відношення одержаної та затраченої енергії) може бути вищим, ніж у АЕС і ТЕС. Тому в найближчому майбутньому можливе спорудження великих електростанцій даного типу.

Термоядерний синтез - нове джерело енергії, яке дозволяє використовувати практично необмежені природні енергетичні ресурси. Дана реакція - протилежна тій, що проходить у ядерному реакторі, де важкі елементи розщеплюються на легкі. В реакції термоядерного синтезу, як і на Сонці, приймають участь ядра легких елементів - водню та його ізотопів. При цьому вивільняється колосальна енергія. Термоядерний реактор екологічно чистіший від атомного, це джерело енергії майбутнього.

Геотермальна енергетика

Базується на використанні глибинного тепла Землі. Геотермальні електростанції по компоновці, обладнанню й експлуатації аналогічні традиційним ТЕС, проте на відміну від останніх не викликають небажаних екологічних наслідків і використовують "дармову" енергію земних надр. Такі енергоустановки особливо поширені у активних вулканічних районах планети - в Ісландії, Новій Зеландії, Японії тощо.

Сонячна енергія - виключно чистий вид енергії, що не забруднює навколишнє середовище. її використання не пов'язане з ніякою біологічною небезпекою, і головне: використання сонячної енергії у великих масштабах не порушує енергетичного балансу планети. Вже розроблені високотемпературні геліоконцентратори, що дозволяють отримувати температуру до 4000° С. Сумарна потужність сонячної енергії, що надходить до поверхні Землі, становить 20 000 ГВт. Річний прихід сонячної енергії на Землю еквівалентний спалюванню 1,2 o 1014т умовного палива, що у 20 разів перевищує всі розвідані в світі запаси органічного палива (6 * 10і2 т умовного палива). Великомасштабне виробництво енергії на сонячних електростанціях (CEC) пов'язане з певними труднощами, оскільки джерело сонячної енергії має низьку щільність радіації (в середньому 1 кВт на 1 м2). Тому необхідна велика площа поверхні енергоприймачів, яка іноді сягає десятків квадратних кілометрів. Через значну вартість одиниці поверхні енергоприймальних модулів створення потужних СЕС вимагає великих затрат. Тому потужності існуючих СЕС поки що не перевищують 1 МВт.

Біоенергетика

Донедавна вважалося, що паливо з гною та інших органічних відходів не може конкурувати з природним газом і нафтопродуктами. Проте останнім часом цю точку зору було переглянуто, перш за все з екологічних позицій. Тисячі тваринницьких ферм і птахофабрик катастрофічно забруднюють стічні води, які потрапляють у природні водойми. Брудні стоки тваринницьких ферм і сміттєсховищ можна переробляти різними способами, використовуючи при цьому вивільнену енергію.

Анаеробне бродіння - процес, за допомогою якого можна переробляти будь-яку органіку. В результаті бродіння виділяється біогаз - метан. З 1 т органічної сухої речовини гною можна отримати 6000 кубометрів біогазу, тобто 400 кг умовного палива. Залишки переробки є високоякісним органічним добривом.

Біоконверсія - біологічна переробка органічних відходів промисловості, сільського й комунального господарства. Це складний мікробіологічний процес, у якому приймають участь різноманітні гідролітичні, ацетоногенні, метаноутворюючі та гомоацетатні бактерії. Продуктом біоконверсії є біогаз (метан) та шлам - високоякісне азотне добриво.

Технологія одержання біогазу дуже проста і не вимагає додаткових джерел енергії. Для цього використовуються спеціально розроблені установки - біореактори. Застосування біореакторів є перспективним перш за все у сільській місцевості. Крім того, вони сприяють зменшенню обсягів використання на паливо цінної деревини, що є проблемою в багатьох країнах, які розвиваються.