1. Особенности природных потоков энергии, проблемы его концентрации.

Природные циклы изменения состава вещества и потоки энергии на земной поверхности в пределах каждой из геосфер характеризуются в своем естественном состоянии определенными параметрами, которые зависят от пространственной неоднородности планеты и особенностей геологической структуры земного шара. В глобальном масштабе можно выделить следующие параметры состояния природной среды: энергетический, водный, биологический, биохимический.

Энергетический параметр за исторический период времени мало изменился. Энергетический баланс Земли поддерживается стабильным поступлением солнечной энергии. Изменения касаются запаса энергии, аккумулированной в прошлые эпохи в биомассе, почвенном гумусе, природных ископаемых. Происходит расходование и рассеивание аккумулированных запасов, перераспределение их на земной поверхности. В настоящее время имеются проблемы с наличием энергии, доступной для пользования.

Если водный параметр оценивать с точки зрения запасов воды на планете, то они остались практически без изменений. Наиболее серьезные изменения претерпели пресные воды, главным образом, за счет деятельности человека.

Резко возросло водопотребление пресных вод, увеличилось безвозвратное водопотребление, заметно возросло загрязнение вод промышленно-бытовыми стоками.

Биологический параметр характеризуется количеством биомассы, биологической продуктивностью. За исторический период времени производство продукции снизилось. Это произошло в результате замены высокопродуктивных экосистем низкопродуктивными, деградации и отчуждения земель.

Биохимический параметр характеризует запас химических элементов, биологический и геологический круговорот веществ.

Человек, воздействуя на природные системы, оказывает влияние на изменение емкости, направления, скорости природных процессов, циклов веществ и потоков энергии, экологически сбалансированное состояние окружающей среды путем изменения одного или нескольких параметров. Так как все параметры природной среды взаимосвязаны и взаимозависимы, то изменение одного из них оказывает влияние на другие.

В настоящее время на Земле практически не осталось экосистем, не подверженных влиянию человека. Воздействия человека на экосистемы так интенсивны, что организмы не успевают приспособиться к ним. Природная среда оказывает противодействие на оказанное воздействие, которое характеризуют следующие показатели: устойчивость, эластичность, инерция, емкость и допустимые пределы изменения среды.

2. Вторичные энергоресурсы разного потенциала как источник "возобновляемой" энергии.

Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) – энергия, получаемая в ходе любого технологического процесса в результате недоиспользования первичной энергии или в виде побочного продукта основного производства и не применяемая в этом энергетическом процессе.

ВЭР разделяются на три основные группы: избыточного давления, горючие и тепловые. ВЭР избыточного давления ‑ это потенциальная энергия покидающих установку газов, воды, пара с повышенным давлением, которая может быть еще использована перед выбросом в атмосферу. Основное направление использования таких ВЭР ‑ силовое (для получения электрической или механической энергии). Горючие ВЭР ‑ это горючие газы и отходы одного производства, которые могут быть применены непосредственно в виде топлива на других производствах. К ним можно отнести: щепки, опилки, стружку (в деревообрабатывающей промышленности); твердые и жидкие топливные отходы химической и нефтеперерабатывающей промышленности; доменный газ (в металлургической промышленности). Главная трудность использования горючих ВЭР ‑ примеси, которые могут загрязнять окружающую среду, вызывать коррозию котельной аппаратуры, осаждаться на поверхности водогрейных труб. Тепловые ВЭР ‑ это физическая теплота отходящих газов основной и побочной продукции производства; золы и шлака, горячей воды и пара; рабочих тел систем охлаждения технологических установок. Тепловые ВЭР используют для получения тепла, непосредственно передавая его соответствующим теплоносителям (подогревают потоки, вырабатывают пар). В зависимости от температуры их подразделяют на высоко- и низкопотенциальные.   Высокопотенциальные тепловые ВЭР (с температурой выше 120 °С) используют для выработки пара в котлах-утилизаторах. Низкопотенциальные тепловые ВЭР (с температурой 50-120 °С) используют в основном для работы энергетических установок (подогрев воды для котельных установок). Основные трудности их использования - большие капитальные затраты из-за малой движущей силы (температурной) для передачи тепла и загрязнения примесями. Эффективным является использование низкопотенциальных тепловых ВЭР для получения искусственного холода в абсорбционных холодильных машинах.

 

Билет 5.