1.5 Энергетическая проблема

Без использования энергии сегодня невозможна практическая любая деятельность человека. Производство и потребление энергии неуклонно растет, только за 20 лет с 1971 г. по 1991гг. потребление энергии увеличилось на 45 %. Величины производства энергии по источникам ее происхождения показаны в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Производство энергии в мире и РФ.

	нефть	газ	уголь	Атомная энергия	Гидроресурсы
В мире, %	44	10	22	17-18	5-6
В РФ, %	10	40	18	18	12

.

Из общего количества производимой энергии около 70-80 % получают благодаря сжиганию угля, нефти и природного газа. Чрезвычайно высокая доля горючих ископаемых в производстве энергии предопределяет целый ряд экологических проблем. Объем выбросов загрязняющих веществ атмосферу от тепловой энергетики составляет 27 % от общего количества выбросов всей индустрии РФ. Составляющие выбросов: 31 % твердые частицы, 42 % диоксид серы, 24 % оксиды азота. Выбросы твердых частиц и оксидов серы связаны с зольностью и сернистостью топлив, образование оксидов азота - с окислением азота воздуха при высоких температурах ( таблица 1.3).

Таблица 1.3 - Характеристики топлив

Топливо	Теплота сгорания, МДж/кг	Зольность, %	Сернистость, %
уголь	32-37	До 50	До 10-12
мазут	40	До 0,15	До 3,5
природный газ	93	-	-

Современная ТЭЦ мощностью 1000 МВт выбрасывает в воздух за год 165000 т газов и 500000 т твердых частиц. Тепловое загрязнение, то есть неиспользуемый выброс тепла составляет около 60 % производимой энергии. Каждая ТЭЦ нуждается в 4 км² площади, не считая площадей для складов, подъездных путей, градирен, линий электропередач, свалок и пр.

Их трех основных источников тепловой энергетики более всего загрязнений и парниковых газов выбрасывается в атмосферу при сжигании угля, и наименьшее – при сжигании газа.

В последнее время среди энергоресурсов все большее внимание уделяется сланцевому газу.

Сланцевый газ - разновидность природного газа, находится в толще сланцевого слоя осадочной породы Земли. Запасы отдельных газовых коллекторов невелики, но они огромны в совокупности и требуют специальных технологий добычи. Что характерно для сланцевых залежей, они встречаются на всех континентах, таким образом, любая энергозависимая страна может обеспечить себя необходимым энергетически ресурсом. Первой страной, добывающей сланцевый газ, стали США.

Однако потенциал сланцевого газа, как основного энергоресурса, является предметом спора многих экспертов.

Современная энергетика является важнейшим фактором накопления в атмосфере парниковых газов и, следовательно, - наиболее важной причиной антропогенного изменения климата. Кислотные осадки, возникающие при выбросе оксидов серы, наносят ущерб экосистемам – озерам, рекам, лесам, а также урожаю, строениям, памятникам материальной культуры.

В настоящее время в мире насчитывается 435 атомных энергетических реакторов. Мировым лидером по производству энергии на АЭС являются США ( таблица 1.4).

Таблица – 1.4 Производство энергии на АЭС

Страна	Мощность, МВт	Доля в производстве энергии, %	Количество станций
США	101240	19.6	66
Франция	63130	74,8	10
Япония (до аварии 2011 г.)	44215	29,2	17
РФ	23643	17.8	10
В мире	368115		190

Атомные электростанции несут с собой высочайший риск катастрофы вследствие выделения радиоактивных изотопов. Об этом свидетельствует печальный опыт аварий на Чернобыльской АЭС (1986 г.) и на АЭС Фукусима -1 (2011г.). В атомной энергетике остаются нерешенными проблемы хранения и переработки радиоактивных отходов деятельности АЭС. В связи с этим некоторые государства (Германия) планируют закрыть в ближайшее время АЭС.

Основное направление в стратегии снижения экологических проблем энергетики – повышение роли возобновляемых и экологически более чистых источников энергии. Однако абсолютно безвредных источников практически не бывает.

Гидроэлектростанции приносят свой набор экологических проблем: потери затапливаемой земли, переселение населения из зоны затопления, изменение водных и наземных экосистем и их плодородия.

Непосредственное использование солнечной энергии также не оказывается полностью оправданным с экологической точки зрения;: аккумуляторы солнечной энергии часто требуют большой территории. Сбор солнечной энергии зависит от метеорологических факторов. Если в процессе производства энергии используются фотоэлектрические батареи, то в одном или нескольких звеньях технологической цепочки их производства возникает значительное загрязнение окружающей среды.

Опосредованное использование солнечной энергии, в природе проявляющейся в виде ветра, приливов, биотоплива, столь же несвободно от экологических обстоятельств. Например, ветровые электростанции вызывают неприемлимые шумовые эффекты, и поэтому должны располагаться вдали от населенных пунктов.

Биотопливом называют биоэтанол, биодизель и биогаз. Биоэтанол может заменять бензин, производится из зерновых культур, сахарной свеклы, соевых бобов, сахарного тростника, биодизель- заменитель дизеля, получают из масла семян репса, пальмового масла. Биогаз - заменитель природного газа, получают из органических отходов и мусора, пришедших процесс анаэробного разложения. Биотопливо - это возобновляемый ресурс и, кроме того, биотопливо в своем производственном цикле и использовании выделяет гораздо меньше парниковых газов. В связи с этим ЕС поставил задачу: к 2020 г. довести долю биотоплива для транспортных средств до 10 %.

Однако, использование биотоплива, получаемого из сельскохозяйственных культур имеет свои социальные и экономические последствия. Часто цитируется, что зерна, использованного при производстве полного бака для большой машины, было бы достаточно, чтобы кормить одного человека целый год.

Больше половины производимой ежедневно энергии теряется вследствие технических особенностей энергетических систем или недостаточно эффективной деятельности человека.

Меры по экономии энергии и повышению ее эффективности менее успешны в странах с переходной экономикой и в развивающихся странах, где промышленность зачастую использует энергии в 2-5 раз больше на ту же величину продукции вследствие того, что технологии и оборудование, транспортные системы устарели и нуждаются в модернизации.

Таким образом, для решения энергетических проблем необходимо повысить в обозримом будущем эффективность использования энергии на порядок.