2.2.2. Экологические проблемы энергетики и влияние человека на окружающую среду

Энергетика ― это та отрасль производства, которая развивается невиданно быстрыми темпами. Если численность населения удваивается за 40÷50 лет, то в производстве и потреблении энергии это происходит через каждые 15÷20 лет. Нет основания ожидать, что темпы производства и потребления энергии в ближайшем будущем существенно изменятся. Некоторое замедление их в промышленно развитых странах, в том числе и в России, компенсируется ростом энерговооружённости стран третьего мира, поэтому важно получить ответы на следующие вопросы:

1. Какое влияние на биосферу и отдельные её элементы оказывают основные виды современной энергетики (тепловой, водной, атомной) и как будет изменяться соотношение этих видов в энергетическом балансе в ближайшей и отдаленной перспективе?

2. Можно ли уменьшить отрицательное воздействие на окружающую среду современных традиционных методов получения и использования энергии?

3. Каковы возможности производства энергии за счёт альтернативных (нетрадиционных) ресурсов, таких как солнечная энергия, энергия ветра, энергия термальных вод и других источников, которые относятся к неисчерпаемым и экологически чистым?

Рассмотрим, что такое биосфера. Биосфера ― это оболочка Земли, охватывающая нижнюю часть атмосферы и верхнюю часть литосферы, населённая живыми организмами, то есть область существования живых существ. Биосфера включает в себя гидросферу (8÷10 км), атмосферу (10÷15 км), литосферу (10 м÷3 км). Она представляет собой открытую термодинамическую систему, через которую проходит поток энергии от Солнца.

Человек начал изменять окружающую среду ещё десятки тысяч лет назад. Истребление некоторых видов животных, например, гигантского оленя, шерстистого носорога, стало, вероятно, первым значительным воздействием, которое человек, ещё не знавший земледелия, смог оказать на природу. Список уничтоженных человеком видов пополняется на протяжении всей истории человечества и продолжает увеличиваться в наше время. За последние 300 лет с лица Земли навсегда исчезли млекопитающие 36 видов, птицы 94 видов, безпозвоночных и растений несколько тысяч.

В Нью-Йоркском зоопарке устроено специальное символическое «кладбище» истреблённых человеком видов. На «кладбище» установили 200 надгробных камней с названием видов животных, вымерших за последние 400 лет. По подсчётам учёных Королевского ботанического сада Великобритании к 2050 году исчезнут тещё около 20 тысяч видов растений.

Когда из охотника и собирателя человек превратился в земледельца, степень его воздействия на природу многократно возрастает. Он стал активно сжигать и вырубать леса, распахивая землю под посевы, удобряя поля золой деревьев или используя древесину для строительства.

Столетиями существовал особый промысел ― поиск строевого (мачтового) леса. В России при Петре I нашедшему мачтовый лес полагалась награда ― 2 рубля (стоимость трёх коров). По всей Европе самые высокие и крепкие деревья шли под топоры дровосеков. Происходил целенаправленный «отрицательный отбор»: леса вырождались. В настоящее время в Германии, Франции, Болгарии лесов практически не осталось. Для строительства испанской «Непобедимой армады» было вырублено 500 тысяч лучших вековых дубов. Интересно, что в России одновременно с массовыми вырубками леса для военного флота при Петре I были изданы весьма жёсткие законы, направленные против самовольной порубки деревьев. Порубщикам грозили наказания кнутом, вырывание ноздрей, штраф (например, за вырубку одного ствола дуба ― 15 рублей).

В настоящее время природоохранительные меры предусмотрены в земельном, лесном и других законодательствах. В международном масштабе созданы международные организации по отдельным проблемам охраны природы. Действует программа ООН по окружающей среде, международный союз охраны природы и природных ресурсов, независимая международная экологическая общественная организация «Гринпис». Она основана в 1971 году активистами из Канады и США, имеет отделения в 25 странах, а в России основана в 1990 году.

За последние 100 лет площадь лесов на Земле сократилось вдвое. Каждую минуту в мире вырубается 20 гектаров леса. Но вот что примечательно. В Швеции за последние 100 лет площадь лесов удвоилась. Здесь сажают 50 деревьев в год на каждого жителя страны. В Англии примерно то же самое.

Между тем ещё в 1309 году индеец по имени Пульча Кито, житель Тепочтитлана, был осуждён за то, что прямо в черте города выжигал древесный уголь. Ему присудили смертную казнь. Это ацтеки.

В пересчёте на каждого жителя Земли в атмосферу планеты ежегодно выбрасывается 30 т двуокиси серы, 200 кг соединений свинца, 50 т пыли. Ежегодно сжигается свыше одного миллиарда тонн условного топлива.

В настоящее время энергетические потребности обеспечиваются в основном за счёт трёх видов энергоресурсов: органического топлива, воды и атомного ядра. Энергия воды и атомная энергия используется человеком после превращения её в электрическую энергию. В то же время значительное количество энергии, заключённой в органическом топливе, используется в виде тепловой и только часть её превращается в электрическую. Однако и в том и другом случае высвобождение энергии из органического топлива связано с его сжиганием, а следовательно, и с поступлением продуктов горения в окружающую среду.