Основи екології - Мягченко О.П. - 2.9.6. Екологічні проблеми одержання енергії

Інтенсивний розвиток промисловості, ріст чисельності населення на планеті призвели до того, що через кожні 10 років виробництво енергії подвоюється. В найближчі 25 років її треба буде виробляти щорічно стільки, скільки за всю історію людства. Виробництво енергії пов'язане з найбільш екологічно небезпечними способами її виробництва - теплові, гідравлічні, атомні станції. Майже не використовуються екологічно чисті джерела енергії - Сонця, вітру, земного тепла, океанічних і морських припливів.

Тепер людство використовує приблизно 4-10¹⁷ кДж енергії, що складає одну тисячну від енергії, отримуваної від Сонця. Використання нафти дає 33%, вугілля - 27, природного газу - 18% енергії. Вони є причиною інтенсивного забруднення довкілля.

Теплоенергетика - виробництво електричної енергії за допомогою електричних генераторів - парових турбін, що працюють за рахунок згорання твердих (вугілля), рідинних (мазут, нафта) і газоподібних (природний газ) видів палива. Це один з екологічно небезпечних методів виробництва енергії, тому що забруднюється насамперед атмосфера шкідливими речовинами - оксидами сірки, азоту, які створюють кислотні опади, а також попелом, який погіршує прозорість атмосфери. З-за цього зменшується інтенсивність фотосинтезу, температура атмосфери. Їх викиди можуть містити, хоча і в незначній кількості, радіоактивні елементи. Особливо екологічно небезпечні станції або котельні, що працюють на мазуті, вугіллі. Теплові електростанції з технічної точки зору менш небезпечні, ніж гідроелектростанції і тим більше, чим атомні. Але вони найбільш шкідливі своїми викидами в атмосферу пилу, сірчаного газу, оксидів азоту (руйнують озоновий шар), вуглекислого газу (сприяє розвитку парникового ефекту).

Гідроенергетика - виробництво електроенергії за рахунок кінетичної енергії води, що падає на лопаті турбіни з великої висоти -греблі. Цей метод виробництва енергії екологічно менш небезпечний. Але при будівництві ГЕС затоплюється великі площі корисних земель, знищуються рослини, історичні пам'ятки, змінюються природні біогеоценози. Існує можливість руйнування греблі - в результаті затоплення великої площі, руйнування міст.

Атомна енергетика - в Україні продукується понад 40% електроенергії за рахунок енергії розпаду радіоактивних елементів - урану, плутонію. При цьому виділяється велика кількість тепла, яка нагріває воду, перетворюючи її в пар, а його енергія обертає електрогенератор, в якому виробляється електричний струм. Теплоспроможність ядерного палива приблизно у 800 млн разів більше, ніж органічного. Наприклад, щоб забезпечити пальним теплову електростанцію, за потужністю рівну середній АЕС, потрібно подавати кожні три години по 50 вагонів вугілля, а це пил, що містить радіоактивні речовини, шкідливі гази.

Зараз на планеті в 23 країнах працюють 400 ядерних реакторів, на яких виробляється 150 млн квт електроенергії за рік, що складає 25% її світової потреби. За технічними умовами реактор може працювати не більше 20-30 років, а потім все устаткування стає радіоактивним і його необхідно демонтувати і поховати. Крім цього виникають проблеми утилізації радіоактивних відходів - радіоактивні ізотопи. Серед них дуже небезпечний плутоній - надканцероген, тератоген.

Вважається, що вже тепер у біосферу потрапило 64 кг плутонію, а це стільки, що може викликати ракові хвороби у такої кількості людей, що перевищує теперішнє населення планети в 15 разів. Це одна з причин росту кількості ракових захворювань, прискорення мутацій під дією радіоактивних випромінювань.

Термоядерні електростанції (ТЕС), в яких енергія виділяється не при розщепленні атомного ядра, а за рахунок злиття, синтезу важких елементів з легких, наприклад з ядер водню. Такі процеси відбуваються в зірках, наприклад у Сонці. Паливом може бути дейтерій - важкий водень, що міститься у воді (в 1 л 0,02 г). За кількістю енергії ці 0,02 г дейтерію еквівалентні приблизно 100 л бензину.

Але щоб цю енергію одержати, треба нагріти дейтерій до 100 млн. градусів і утримувати плазму з температурою 1 млн градусів. Це технічно дуже складна проблема. Перша в світі така експериментальна станція будується у Франції. Але в кожному з варіантів - АЕС чи ТЕС виникають однакові проблеми - радіоактивність.

Саме ця проблема має зараз вирішальне значення в екологічному і психологічному аспектах. Люди бояться радіоактивності - виникла радіофобія після аварій на атомних станціях - в Англії, США, в Україні на Чорнобильській АЕС. Але не можна забувати, що навіть в кам'яному вугіллі, рослинах містяться уран, торій, сполуки яких є навіть у звичайній пічній золі, золі теплових електростанцій, тютюновому димі. Проблема радіофобії - в забезпеченні надійності роботи діючих АЕС і їхньому розміщенні.