плодородие. В растворимое состояние переходят токсичные тяжёлые и лёгкие металлы: свинец, кадмий, ртуть, алюминий и др. Образованные ионами этих металлов соединения усваиваются растениями и другими почвенными организмами, передаются по трофическим цепям и накапливаются в организмах травоядных и хищников в количествах, значительно превышающих допустимые нормы. Так, возрастание содержания ионов алюминия в воде до 0,2 мг/л приводит к гибели рыб. От кислотных дождей гибнут лесные сообщества, в первую очередь хвойные породы. Попадание кислотных осадков в водоёмы приводит к их закислению и деградации. Закисление водоёмов опасно не только для популяций рыб, но вызывает постепенную гибель планктона, водорослей и других обитателей. Озёра становятся практически безжизненными.

Негативное действие оказывают кислотные осадки и на здания из мрамора, бетона, на металлические конструкции. Под действием кислот, содержащихся в осадках, минеральные строительные конструкции разрушаются, так как кислоты разрушают карбонаты и силикаты, входящие в состав природных минеральных материалов. Ме-

процессах горения при высоких температурах, когда окисляться начинает атмосферныйИазот. Это происходит при горении природного газа, ракетного топлива и т.п. Основными поставщиками в атмосферу диоксида серыСи оксидов азота считают теплоэлектростанции, работающие на угле и мазуте, транспорт.

Следует отметить, что превращение диоксида серы в серную кислоту интенсивно проходит в присутствии примесей, играющих роль катализаторов, и резко снижается в условиях чистой, незагрязненной атмосферы. Наиболее эффективным мероприятием против кислотных осадков является сокращение выбросов в атмосферу диоксида серы и оксидов азота.

12.4. Энергетический кризис

Потребление энергии является обязательным условием существования человечества. Наличие доступной для потребления энергии всегда было необходимо для удовлетворения потребностей человека, увеличения продолжительности и улучшения условий его жизни. В

109

современном мире энергетика является основой развития основных отраслей промышленности. Традиционные топливно-энергетические ресурсы – уголь, нефть, газ – относятся к исчерпаемым невозобновимым ресурсам, то есть по мере их использования человеком количество таких ресурсов неуклонно уменьшается. С одной стороны, потребности человечества в доступной и дешевой энергии постоянно растут, с другой стороны, количество природных ресурсов, способных обеспечить человечество энергией, неуклонно уменьшается. Это привело к возникновению серьёзной энергетической проблемы.

По данным Мировой энергетической конференции, наибольшим энергетическим эквивалентом (52 ГДж/т) характеризуется природный газ. Его основным компонентом является метан. Природный газ в на-

стоящее время занимает второе место среди традиционных источников энергии. Первое место прочно удерживает нефтьИ. Нефть образовалась

в процессе круговорота углерода в биосфере, процесс этот занял многие миллионы лет. По мнению некоторыхДэкспертов, современных за-

пасов нефти осталось не более чем на 50 – 100 лет. При этом новые ме-

сторождения находятся в труднодоступныхА местах, добыча её в этих условиях сопряжена с большими материальными затратами.

Явление, проявляющееся в диспропорции производства и потребления топливного сырьяБ, называется энергетическим кризисом.

Впервые с проблемой нехватки энергетических ресурсов человечество столкнулось в 70И-х гг. ХХ в. Следует отметить, что в настоящее время потребление энергии на душу населения в мире обнаруживает явную тенденциюСк стабилизации.

Вторая проблема, связанная с использованием традиционных то- пливно-энергетических ресурсов, – неблагоприятное влияние предприятий ТЭК на окружающую среду. Сжигание органического углеводородного сырья приводит к чрезмерному потреблению кислорода, выбросам газов, твёрдых частиц. Добыча топливно-энергетических ресурсов ведёт к разрушению естественных экосистем, к уменьшению ареалов обитания животных и птиц. Образование отвалов пустой породы, золо- и шлакоотвалов приводит к деградации почв, изменению естественного ландшафта. Деятельность предприятий топливноэнергетического комплекса влияет и на качество гидросферы, в неё попадают нагретые и загрязнённые воды, жидкие отходы. Самым неэкологичным из используемых в настоящее время видов углеводородного топлива является каменный уголь. При его сжигании образуется

110

наибольшее количество загрязняющих веществ: оксиды серы, азота, зола, шлаки. Энергетический эквивалент угля ниже, чем нефти и газа.

С начала ХХ в. альтернативным источником энергии была признана гидроэнергетика. Большое количество гидроэлектростанций было построено как на горных, так и на равнинных реках. Основные достоинства ГЭС – низкая себестоимость вырабатываемой электроэнергии, быстрая окупаемость, высокая маневренность, что очень важно в периоды пиковых нагрузок, возможность аккумуляции энергии. Но даже при полном использовании потенциала всех рек Земли гидроэнергетика способна обеспечить не более четверти современных потребностей человечества. В России сейчас используется менее 20% гидроэнергетического потенциала. В развитых странах эффективность использования гидроресурсов в 2 – 3 раза выше.

Сооружение ГЭС, особенно на равнинныхИреках, приводит ко

многим экологическим проблемам. Строительство водохранилищ, необходимых для обеспечения равномернойДработы ГЭС, приводит к

разрушению естественных экосистем, затоплению обширных терри-

торий. Водохранилище – искусственныйАводоём, имеющий большую

поверхность испарения, приводит к изменению климата на приле-

гающих территориях. Развитие сине-зеленых водорослей, особенно при поступлении в водохранилищеБсточных вод, содержащих соеди-

нения азота и фосфора, вызывает процесс эвтрофикации (цветения) водоёма, что приводитИк ухудшению качества воды. Плотины являются непреодолимой преградой на путях миграции рыб, что приводит к их массовой Сгибели. зменяется уровень подземных вод.

Более перспективным является сооружение ГЭС на горных реках, так как при сооружении водохранилищ в горных районах не изымаются из землепользования большие площади плодородных земель. Гидроэнергетические ресурсы, в отличие от топливноэнергетических, относятся к возобновимым, среди всех используемых в настоящее время возобновимых ресурсов наибольший вклад в производство электроэнергии принадлежит именно им.

Вторая половина ХХ в. (до 1986 г.) ознаменовалась бурным развитием атомной энергетики. АЭС представлялись как производители наиболее экологически чистого вида электроэнергии, так как АЭС не вырабатывают углекислого газа, не оказывают влияния на глобальное потепление, количество отходов, образующихся при штатном режиме эксплуатации АЭС, несравнимо меньше, чем ТЭС. Ряд аварий на АЭС, в особенности Чернобыльская авария в 1986 г., доказали оши-

111

бочность этого мнения. Даже при безаварийной работе АЭС возникает необходимость в утилизации высокорадиоактивных отходов, проблема эта ещё не решена. В настоящее время доля использования ядерного топлива в мире составляет 8,7%. Наибольшее количество атомных электростанций находится в США – 66, в Японии – 17, в России – 10. Франция – страна, в которой до 80% электроэнергии производится на АЭС. Некоторые развитые страны сознательно отказались от развития атомной энергетики. Так, несмотря на то, что Норвегия занимает 1-е место в мире по производству электроэнергии на душу населения, в этой стране нет АЭС. Высокий уровень производства электроэнергии здесь обеспечивает гидроэнергетика.

В мире ведётся работа по поиску альтернативных источников

энергии, которые не будут загрязнять окружающую среду и могут возобновляться. Это приливные, ветровые, солнечныеИ, геотермальные

электростанции, а также производство топливных ресурсов из растительного сырья методом ферментацииД(этанол), образование их при

анаэробном метановом разложении органики (биогаз), сжигание водо-

ная электростанция была построена во Франции в устье реки Ранс в

рода (продуктом сгорания будетАчистая вода). Первая в мире прилив-

1966 г. В СССР первая приливная электростанция была построена в Кислой губе на БаренцевомБморе в 1968 г. Опыт строительства и экс-

плуатации приливных электростанций показал, что они экономически оправданы, издержкиИих эксплуатации гораздо ниже, чем эксплуатация обычных ГЭС. В настоящее время наибольшее количество электроэнергии в миреСполучают на приливных электростанциях в Шотландии. По данным на 2006 г., на альтернативные источники энергии приходилось около 5%, в том числе на ветроэнергетические – около 2%, установки по выработке биогаза – 1%, геотермальные станции – 0,2%. Альтернативные источники энергии не лишены недостатков: это и высокая себестоимость электроэнергии, и некоторые экологические проблемы (например, гибель птиц от лопастей ветроэнергетических установок, возрастание угрозы сероводородного загрязнения в местах действия приливных электростанций). Поэтому в ХХI в. главным направлением в решении энергетического кризиса является энергосбережение, создание энергосберегающих технологий.

112